[发明专利]固支圆板极限荷载安全评估方法

摘要

本发明公开了一种固支圆板极限荷载安全评估方法，包括：S1、在π平面上的误差三角形中，通过Tresca轨迹边长与TSS轨迹边长的边心距调和平均构建出一直线轨迹，根据流动法则确定出一边心距调和平均屈服准则；S2、采用变分法结合边心距调和平均屈服准则的比塑性功率构建出固支圆板极限载荷模型；S3、根据固支圆板极限荷载模型计算固支圆板极限荷载值，并与固支圆板的极限压力进行比较，若固支圆板极限荷载值大于固支圆板的极限压力，则判定固支圆板结构安全，否则判定固支圆板结构不安全。本发明能够给出固支圆板极限载荷的连续曲线，普适性较好，易于工程应用，即根据固支圆板尺寸和它的材料性能可以直接研判该结构能否安全服役。

主权项

1.一种固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、在π平面上的误差三角形中，通过Tresca轨迹边长与TSS轨迹边长的边心距调和平均构建出一直线轨迹，根据流动法则确定出一边心距调和平均屈服准则；

S2、采用变分法结合边心距调和平均屈服准则的比塑性功率构建出固支圆板极限载荷模型；

S3、根据固支圆板极限荷载模型计算固支圆板极限荷载值，并与固支圆板的极限压力进行比较，若固支圆板极限荷载值大于固支圆板的极限压力，则判定固支圆板结构安全，否则判定固支圆板结构不安全。

2.根据权利要求1所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S1中的边心距调和平均屈服准则为：

当时，σ₁‑0.152σ₂‑0.848σ₃＝σ_s；

当时，0.848σ₁+0.152σ₂‑σ₃＝σ_s；

其中，σ1、σ2、σ3分别为主应力分量，σs为固支圆板的材料屈服强度。

3.根据权利要求2所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S1中边心距调和平均屈服准则在π平面上的轨迹是边长为0.4124σ_s、顶角分别为136.312°、163.688°的等边非等角的十二边形。

4.根据权利要求2所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S2中的比塑性功率为：

D(σ_ij)＝0.5411σ_s(ε_max‑ε_min)；

其中，ε_max＝ε₁，ε_min＝ε₃，σs为固支圆板的材料屈服强度，ε₁为主轴1方向的应变，ε₃为主轴3方向的应变。

5.根据权利要求1所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

建立固支圆板的位移方程；

根据应变场及位移方程确定固支圆板内塑性功和外塑性功；

由内塑性功和外塑性功、以及边心距调和平均屈服准则的比塑性功率构建固支圆板极限载荷模型。

6.根据权利要求5所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述固支圆板的位移方程为：

其中，a为固支圆板的半径，q₀为均布载荷，D为抗弯刚度。

7.根据权利要求6所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述固支圆板的内塑性功为：

固支圆板的外塑性功为：

其中，M_p＝σ_s*h²，h为固支圆板板一半厚度，η为极值半径。

8.根据权利要求7所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S2中的固支圆板极限载荷模型为：

其中，a为固支圆板的半径，M_p＝σ_s*h²，h为固支圆板板一半厚度。

9.根据权利要求2所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S1后还包括：

对边心距调和平均屈服准则进行屈服验证。

10.根据权利要求9所述的固支圆板极限荷载安全评估方法，其特征在于，所述步骤S1中的边心距调和平均屈服准则为：

其中，