工程中常用的一类厚度远小于平面尺寸的板件。厚度4.5mm至25mm的钢板,成为中厚板。
中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板,
厚度25.0-100.0mm的称为厚板,厚度超过100.0mm的为特厚板。
若中厚板位于xy平面内,在考虑横向剪力影响并忽略垂直于板面方向(z方向)的正应力情况下,中厚板受z方向分布载荷p的作用的弯曲微分方程式为:
式中ω为板的挠度;t为板厚;v为泊松比;、分别为x、y方向的横向剪力,△为拉普拉斯算符;D为弯曲刚度,其中E为弹性模量。理论上可从个方程求得ω,再由后两个方程求得Qx、Qy,然后进一步求得弯矩、扭矩。但这一偏微分方程不能直接积分,所以通常用纳维法、瑞利-里兹法、有限差分方法等方法求解。近年来,由于有限元法的发展,出现不少计算中厚板的程序,通过它们可以很方便地求得解答。从结果看,在考虑横向剪切效应后,挠度ω有所增大,自振频率和失稳临界载荷有所降低,板件中内力的变化趋于平缓。这些变化的程度都与板的厚跨比的平方成比例。
根据钢种,中厚板分普通钢中厚板和结构中厚钢板两类。
普通钢中厚板
普通钢中厚板以A1〜A5、Bl〜B7、C2〜C5、16Mn、09Mn2等钢轧制。在工业上使用非常广泛,是用量大的一
种钢材。一般没有特殊要求,或者对机械性能指标要求不很高的各种钢板构件都用到它。替如,制造油罐、水罐等贮存容器、炉壳、护板、设备外壳、闸门、桥梁以及汽车、拖拉机的某些构件等。此外在设备维修方面用量也很大。
为了弯曲成型及的焊接等工艺的顺利进行,要求有较好的工艺性能,因而普通钢厚板几乎都是低碳的。在工艺性能的前提下,要求有一定的机械性能。普通低合金钢厚板,由于强度较高,能节约大量钢材并减轻结构重量,应用日趋广泛。
普通钢中厚板的项目和普通钢一样,依钢种及使用要求的不同而不同。如甲类钢轧制的中厚板硫、磷含量和机械性能二至四项(二项指抗拉强度和伸长率,根据需要可补充屈服点和冷弯性能)。乙类钢制中厚板只化学成分,特类钢板和普低钢板需同时化学成分和机械性能合格。普通钢中厚板大多以热轧状态交货。
锅炉钢板处于中温(350摄氏度以下)或高温状态下工作,除承受较髙的内压以外,还受到冲击,疲劳载荷以及水和蒸汽介质腐蚀作用。在锅炉制造过程中,还要经过各种冷热加工工序,如下料、卷板、焊接、热处理等。因此,要求锅炉钢板有较高的常温和中温强度,良好的焊接性和冷弯性,有一定的耐水和蒸汽等介质腐蚀和抗氧化的性能等。