1. 直管元件(jian)在內壓(ya)作用下的應力分布
通常將直管元件劃分不銹鋼厚(hou)壁管和薄壁不(bu)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(gang)厚壁管和不銹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(bu)
假設直管的內、外徑分別(bie)為(wei)di和do,沿壁厚任意點到(dao)管中心的距(ju)離為(wei)p,管道承受(shou)均(jun)勻的介(jie)質內壓為(wei)p,那么厚壁管中各(ge)點的應力計算(suan)表(biao)達式如下:
從上述公式可看出(chu)以下規律:①. 軸向應(ying)力(li)(li)σL沿管道壁厚(hou)(hou)(hou)均勻分(fen)布;周向應(ying)力(li)(li)σ,和(he)徑(jing)向應(ying)力(li)(li)σr 沿管道壁厚(hou)(hou)(hou)分(fen)布是不均勻的。各應(ying)力(li)(li)沿管壁厚(hou)(hou)(hou)的分(fen)布示意圖(tu),見圖(tu)3.3.5。
②. 周(zhou)向(xiang)應力σ在(zai)內壁處最大,在(zai)外壁處最小;
③. 徑向應力σr,在內壁處(chu)為(wei)-p,在外壁處(chu)為(wei)0。
④. 三個應力(li)分量中,數值上周向(xiang)應力(li)最大,軸向(xiang)應力(li)σL次之,徑向(xiang)應力(li)σr最小。
3. 薄壁管的應力分布
對于薄(bo)壁管,在理(li)論(lun)上有以下假設:
①. 由于(yu)管壁很(hen)薄,認為應力沿管壁是(shi)均(jun)勻分布的。
②. 對于薄壁不(bu)銹鋼管,徑向應力(li)相對于周向應力(li)和軸向應力(li)很小,可以忽(hu)略(lve)不(bu)計。
③. 根據上述假設,由材料力學可知,內(nei)壓作用下薄壁(bi)不銹(xiu)鋼管(guan)的應力計(ji)算表達式如下:
可見,在內壓作用下,薄壁不銹鋼管的周向(xiang)應力(li)(li)是(shi)軸向(xiang)應力(li)(li)的2倍,且大于0;徑向(xiang)應力(li)(li)為(wei)0。