不銹鋼管道元件變形的基本形式有拉伸(壓縮)、剪切、扭轉和彎曲共四種,受多種荷載作用的不(bu)銹鋼管(guan)子變形都可視為這四種基本變形的組合。
1. 拉伸(壓(ya)縮)
不(bu)銹鋼管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)拉伸(shen)和壓縮(suo)表(biao)現(xian)為(wei)管(guan)道(dao)(dao)沿軸(zhou)線(xian)(xian)方(fang)向(xiang)(xiang)發生伸(shen)長或(huo)縮(suo)短,是(shi)由大(da)小相(xiang)等、方(fang)向(xiang)(xiang)相(xiang)反、作用線(xian)(xian)與管(guan)道(dao)(dao)中心(xin)軸(zhou)線(xian)(xian)重合的(de)(de)一對(dui)外力引起的(de)(de)管(guan)子變形(xing)形(xing)式。圖9-1所示(shi)為(wei)管(guan)道(dao)(dao)軸(zhou)向(xiang)(xiang)拉伸(shen)和壓縮(suo)時的(de)(de)受力簡圖。
根據(ju)圣維南(nan)原理可知,管(guan)子的(de)兩(liang)端部(bu)沿(yan)截面(mian)上(shang)的(de)力不一(yi)(yi)定均勻(yun)分布,但遠離端部(bu)的(de)任一(yi)(yi)橫截面(mian)上(shang)的(de)內力是均勻(yun)分布的(de)。

2. 剪(jian)切
不銹鋼管(guan)子的(de)(de)剪切變(bian)(bian)形是由大小相(xiang)等、方(fang)向(xiang)相(xiang)反、作用線(xian)垂(chui)直于管(guan)軸且距離(li)很近的(de)(de)一對力引起的(de)(de)管(guan)子變(bian)(bian)形形式。其(qi)變(bian)(bian)形特點表現為受剪管(guan)子的(de)(de)兩部分沿力的(de)(de)作用方(fang)向(xiang)發生(sheng)相(xiang)對錯動,如圖9-2所示。
與不銹鋼管道的(de)(de)拉(la)伸和壓縮(suo)相(xiang)似(si),可以近似(si)地認為在(zai)管子(zi)遠離端部的(de)(de)任一截面(mian)上的(de)(de)剪力(內(nei)力)是沿(yan)截面(mian)均勻分布的(de)(de),且其(qi)內(nei)(剪)力與外(wai)力大小相(xiang)等、方向相(xiang)反,可認為其(qi)切(qie)應力沿(yan)截面(mian)也均勻分布。

3. 扭轉(zhuan)
不銹鋼(gang)管(guan)子(zi)的(de)扭轉變形(xing)是由(you)大小相等、方(fang)面(mian)相反、作用(yong)面(mian)垂直于管(guan)軸(zhou)的(de)兩(liang)個力(li)矩引起的(de)管(guan)子(zi)變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點表現為管(guan)道元件的(de)任意兩(liang)個橫截面(mian)繞管(guan)子(zi)的(de)中心(xin)軸(zhou)線發(fa)生(sheng)相對(dui)轉動,如圖(tu)9-3所(suo)示。
根(gen)據(ju)圣(sheng)維南原理可知,在管子的任一截面上的內力(li)(矩)n是均勻分布的,且根(gen)據(ju)力(li)的平衡法則(ze)可知,
Mn也(ye)是一個矢量,且規定:按右手螺(luo)旋法(fa)則,當矢量方向與截(jie)面(mian)的(de)外法(fa)線方向一致時,Mn為正,反(fan)之(zhi)為負(fu)。對于管子(zi)(zi)的(de)扭轉變形,其應力在管子(zi)(zi)各(ge)橫截(jie)面(mian)上的(de)分布(bu)已不再是均勻的(de)。

4. 彎(wan)曲
這里僅研究純彎曲的(de)(de)情況,即不銹鋼管子(zi)各橫截面(mian)(mian)上只有正應力而無切應力,管道元件中(zhong)心軸線(xian)變(bian)(bian)形后為一平面(mian)(mian)曲線(xian)。此時(shi)管子(zi)的(de)(de)彎曲變(bian)(bian)形是(shi)由大小相等、方向相反、作用面(mian)(mian)為沿管子(zi)中(zhong)心軸線(xian)的(de)(de)縱向平面(mian)(mian)并(bing)包含軸線(xian)在內的(de)(de)兩個(ge)力矩引起的(de)(de)管子(zi)變(bian)(bian)形形式(shi)。其(qi)變(bian)(bian)形特(te)點表現為管子(zi)的(de)(de)中(zhong)心軸線(xian)由直線(xian)變(bian)(bian)為平面(mian)(mian)曲線(xian),如圖9-4所示。
應滿足工(gong)程上(shang)規定的剛度條件,即為工(gong)程上(shang)規定的許用(yong)撓(nao)度值)。


