1. 直管元(yuan)件在內壓作用下的應力分布
通常將直管元件劃分不銹鋼厚壁管和薄壁不銹鋼管,根據不同的假設理論來研究直管元件的應力分布。不銹鋼厚壁管和不銹鋼(gang)薄壁管的劃分一般以k=do/di=1.2為界,當h>1.2時為厚壁管,h≤1.2時為薄壁不(bu)銹鋼管。
2. 厚壁管的應力分布
假設直管的內、外徑分別(bie)為di和do,沿壁厚(hou)(hou)任意點到管中(zhong)心的距離為p,管道承受均(jun)勻的介質(zhi)內壓為p,那么厚(hou)(hou)壁管中(zhong)各點的應力(li)計算表達(da)式如(ru)下:
從上(shang)述公式(shi)可(ke)看出以下規律:①. 軸(zhou)向應力(li)σL沿(yan)管(guan)道(dao)壁厚均勻分(fen)(fen)布(bu);周向應力(li)σ,和徑向應力(li)σr 沿(yan)管(guan)道(dao)壁厚分(fen)(fen)布(bu)是不均勻的。各應力(li)沿(yan)管(guan)壁厚的分(fen)(fen)布(bu)示意圖,見圖3.3.5。
②. 周(zhou)向應力σ在內(nei)壁(bi)處最大,在外壁(bi)處最小;
③. 徑(jing)向應力σr,在內壁處為-p,在外(wai)壁處為0。
④. 三個應力分量中(zhong),數(shu)值上周向(xiang)應力最(zui)大,軸向(xiang)應力σL次之(zhi),徑向(xiang)應力σr最(zui)小。
3. 薄(bo)壁管的應力分布(bu)
對(dui)于薄(bo)壁管,在理論上有以下假設:
①. 由(you)于(yu)管(guan)壁(bi)很(hen)薄,認(ren)為應力沿管(guan)壁(bi)是(shi)均勻分(fen)布的。
②. 對(dui)于薄壁不銹鋼管,徑向應(ying)力相(xiang)對(dui)于周(zhou)向應(ying)力和軸向應(ying)力很小,可以忽略(lve)不計。
③. 根據上述假設,由材料力學可(ke)知,內(nei)壓作用下(xia)薄壁不銹(xiu)鋼管的應力計算表達式如下(xia):
可見,在內壓作用下,薄(bo)壁不銹(xiu)鋼管(guan)的(de)周向(xiang)應力是軸(zhou)向(xiang)應力的(de)2倍,且(qie)大于(yu)0;徑向(xiang)應力為0。