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銹鋼(gang)管子變形都可視為這四種基本變形的組合。


1. 拉(la)伸(壓(ya)縮)


  不銹鋼管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)軸向(xiang)拉伸(shen)和壓縮表現為管(guan)道(dao)(dao)沿軸線(xian)方(fang)向(xiang)發生伸(shen)長或縮短(duan),是由大(da)小相等、方(fang)向(xiang)相反、作用線(xian)與管(guan)道(dao)(dao)中(zhong)心軸線(xian)重(zhong)合(he)的(de)(de)一對外力引起(qi)的(de)(de)管(guan)子(zi)變形形式。圖(tu)9-1所示為管(guan)道(dao)(dao)軸向(xiang)拉伸(shen)和壓縮時的(de)(de)受(shou)力簡圖(tu)。


  根據圣維南原(yuan)理可知,管子的(de)兩(liang)端部沿截(jie)面(mian)上的(de)力不一定(ding)均勻(yun)分(fen)布,但遠離(li)端部的(de)任(ren)一橫截(jie)面(mian)上的(de)內力是均勻(yun)分(fen)布的(de)。


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2. 剪切


  不(bu)銹(xiu)鋼管子(zi)的(de)剪切變(bian)形是由大(da)小相等、方(fang)向相反、作用線垂(chui)直(zhi)于管軸且距(ju)離(li)很(hen)近的(de)一對力(li)引(yin)起(qi)的(de)管子(zi)變(bian)形形式(shi)。其變(bian)形特點表現為受剪管子(zi)的(de)兩部分沿力(li)的(de)作用方(fang)向發生相對錯動,如圖(tu)9-2所示。


  與(yu)(yu)不銹鋼(gang)管道的(de)拉伸(shen)和(he)壓縮相(xiang)似,可(ke)以(yi)近似地認(ren)為在管子遠離端(duan)部的(de)任一(yi)截(jie)面(mian)(mian)上的(de)剪力(li)(內(nei)力(li))是沿截(jie)面(mian)(mian)均勻分(fen)布的(de),且其內(nei)(剪)力(li)與(yu)(yu)外力(li)大小相(xiang)等、方向相(xiang)反,可(ke)認(ren)為其切應(ying)力(li)沿截(jie)面(mian)(mian)也均勻分(fen)布。


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3. 扭轉


  不銹(xiu)鋼管(guan)子的扭(niu)轉變形(xing)是由大小相(xiang)等、方面相(xiang)反、作用面垂直于(yu)管(guan)軸的兩(liang)個(ge)力矩引起(qi)的管(guan)子變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點表現為管(guan)道(dao)元(yuan)件(jian)的任意兩(liang)個(ge)橫截面繞管(guan)子的中心(xin)軸線(xian)發生(sheng)相(xiang)對轉動,如圖9-3所示(shi)。


  根(gen)據(ju)圣維南原(yuan)理可(ke)知,在管子的(de)任一截面上的(de)內力(li)(矩)n是均勻分布的(de),且(qie)根(gen)據(ju)力(li)的(de)平衡法(fa)則可(ke)知,


  Mn也是一(yi)個(ge)矢量,且規定:按右手螺旋法(fa)則,當矢量方(fang)向(xiang)與(yu)截面(mian)的(de)(de)外法(fa)線方(fang)向(xiang)一(yi)致時,Mn為正,反之為負(fu)。對于管(guan)子(zi)的(de)(de)扭轉變形,其應力在管(guan)子(zi)各(ge)橫截面(mian)上(shang)的(de)(de)分布已(yi)不再是均勻的(de)(de)。


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4. 彎曲


  這里僅(jin)研究(jiu)純(chun)彎曲的情況,即(ji)不銹鋼管子各橫(heng)截面(mian)上只有正應力而無切應力,管道元(yuan)件中(zhong)心軸線變形(xing)后為一平(ping)面(mian)曲線。此(ci)時管子的彎曲變形(xing)是(shi)由大小(xiao)相等、方(fang)向相反、作用(yong)面(mian)為沿管子中(zhong)心軸線的縱(zong)向平(ping)面(mian)并包含軸線在內的兩個力矩引起的管子變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點表現為管子的中(zhong)心軸線由直(zhi)線變為平(ping)面(mian)曲線,如(ru)圖9-4所示。


  應滿(man)足(zu)工程上規定的(de)剛度(du)條(tiao)件,即為工程上規定的(de)許(xu)用撓度(du)值)。


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