1. 直管元件(jian)在內壓作用下(xia)的應力分布
通常將直管元件劃分不銹鋼厚(hou)壁管和薄壁不銹(xiu)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(xiu)鋼厚壁管和不(bu)銹(xiu)鋼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時為薄壁不銹鋼管。
2. 厚壁管的應力分布
假設直管(guan)(guan)的(de)(de)內(nei)、外徑分別為(wei)di和do,沿(yan)壁厚任意(yi)點到管(guan)(guan)中(zhong)心的(de)(de)距離為(wei)p,管(guan)(guan)道承受(shou)均勻的(de)(de)介質內(nei)壓為(wei)p,那么厚壁管(guan)(guan)中(zhong)各(ge)點的(de)(de)應力計算表達式如(ru)下(xia):
從上(shang)述(shu)公式(shi)可看(kan)出以下規律:①. 軸向應力(li)(li)σL沿管(guan)(guan)道壁(bi)厚均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu);周向應力(li)(li)σ,和(he)徑向應力(li)(li)σr 沿管(guan)(guan)道壁(bi)厚分(fen)布(bu)是不均(jun)勻(yun)的。各應力(li)(li)沿管(guan)(guan)壁(bi)厚的分(fen)布(bu)示意圖,見圖3.3.5。
②. 周(zhou)向應力(li)σ在(zai)內壁處(chu)最大,在(zai)外壁處(chu)最小;
③. 徑向(xiang)應力(li)σr,在內壁處(chu)為-p,在外壁處(chu)為0。
④. 三(san)個(ge)應(ying)力分量中(zhong),數值上(shang)周向(xiang)應(ying)力最大,軸向(xiang)應(ying)力σL次之,徑向(xiang)應(ying)力σr最小。
3. 薄壁管(guan)的應力(li)分(fen)布
對于薄(bo)壁管,在理論(lun)上(shang)有以(yi)下假(jia)設(she):
①. 由于管壁很薄,認(ren)為應力沿管壁是均(jun)勻分布的(de)。
②. 對(dui)于薄壁(bi)不(bu)銹鋼管(guan),徑向應(ying)力(li)(li)相(xiang)對(dui)于周向應(ying)力(li)(li)和軸向應(ying)力(li)(li)很小,可(ke)以忽略不(bu)計。
③. 根據上述假設,由材料力學可(ke)知,內壓作(zuo)用下薄壁不銹鋼管的(de)應力計算表達式如下:
可見,在內壓作用下,薄(bo)壁不銹鋼管(guan)的(de)周向應力是(shi)軸向應力的(de)2倍,且大于0;徑向應力為0。