1. 直(zhi)管元件在(zai)內壓(ya)作用下的應力分布(bu)
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(bu)銹鋼厚壁管和不銹(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(hou)壁管的應力(li)分(fen)布
假設直管的(de)內、外徑分別(bie)為di和do,沿壁(bi)厚任(ren)意點(dian)到管中(zhong)心的(de)距離為p,管道承受(shou)均勻的(de)介(jie)質(zhi)內壓(ya)為p,那么厚壁(bi)管中(zhong)各(ge)點(dian)的(de)應力(li)計算(suan)表(biao)達式如下:
從上述公式可(ke)看(kan)出以下規律:①. 軸向(xiang)應(ying)(ying)力σL沿管道(dao)(dao)壁(bi)(bi)厚(hou)均勻分布;周向(xiang)應(ying)(ying)力σ,和徑(jing)向(xiang)應(ying)(ying)力σr 沿管道(dao)(dao)壁(bi)(bi)厚(hou)分布是不均勻的。各應(ying)(ying)力沿管壁(bi)(bi)厚(hou)的分布示意圖,見(jian)圖3.3.5。
②. 周向應(ying)力(li)σ在內壁處最大,在外壁處最小;
③. 徑向(xiang)應力σr,在(zai)內壁(bi)(bi)處為-p,在(zai)外(wai)壁(bi)(bi)處為0。
④. 三個應力(li)分量中,數值(zhi)上周向應力(li)最大,軸向應力(li)σL次之,徑向應力(li)σr最小。
3. 薄壁管的應力分布
對于薄壁管,在(zai)理(li)論上有以下假設:
①. 由于管(guan)壁很薄(bo),認為應力沿管(guan)壁是均勻(yun)分布的。
②. 對于薄壁不(bu)銹(xiu)鋼管,徑向(xiang)應(ying)(ying)力相對于周(zhou)向(xiang)應(ying)(ying)力和軸向(xiang)應(ying)(ying)力很小(xiao),可以(yi)忽略不(bu)計。
③. 根據(ju)上述假設,由材料(liao)力學可知,內壓(ya)作用下薄壁(bi)不銹鋼管的應力計算表達(da)式(shi)如下:
可見,在(zai)內壓作用下,薄壁(bi)不銹(xiu)鋼管的周向應(ying)力(li)是軸向應(ying)力(li)的2倍(bei),且(qie)大于(yu)0;徑向應(ying)力(li)為0。