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管子變形都可視為這四種基本變形的組合。


1. 拉伸(壓縮)


  不銹鋼管(guan)(guan)道(dao)的軸向(xiang)(xiang)拉伸(shen)(shen)和(he)(he)壓縮表現為管(guan)(guan)道(dao)沿軸線(xian)方向(xiang)(xiang)發生(sheng)伸(shen)(shen)長(chang)或(huo)縮短,是由大小(xiao)相等、方向(xiang)(xiang)相反(fan)、作用線(xian)與管(guan)(guan)道(dao)中心(xin)軸線(xian)重合的一對外力引(yin)起的管(guan)(guan)子變形(xing)形(xing)式。圖9-1所示為管(guan)(guan)道(dao)軸向(xiang)(xiang)拉伸(shen)(shen)和(he)(he)壓縮時(shi)的受(shou)力簡圖。


  根(gen)據圣維南(nan)原理可知,管子的兩端部(bu)(bu)沿截(jie)面上的力不(bu)一(yi)定均勻分(fen)布(bu),但遠離(li)端部(bu)(bu)的任一(yi)橫截(jie)面上的內力是均勻分(fen)布(bu)的。


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2. 剪切


  不銹鋼管子(zi)的剪(jian)切(qie)變形(xing)是由大小相(xiang)等、方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)、作用線(xian)垂(chui)直(zhi)于管軸且距(ju)離(li)很近的一對力引起的管子(zi)變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點表現為受剪(jian)管子(zi)的兩部分沿力的作用方(fang)向(xiang)發生相(xiang)對錯(cuo)動,如圖9-2所示。


  與不(bu)銹鋼管道的(de)拉伸(shen)和壓縮相似,可(ke)以近似地認(ren)為(wei)在管子遠(yuan)離端部的(de)任一截(jie)(jie)面上(shang)的(de)剪(jian)力(li)(內力(li))是沿(yan)(yan)截(jie)(jie)面均勻分布(bu)的(de),且其(qi)內(剪(jian))力(li)與外力(li)大小相等、方(fang)向相反,可(ke)認(ren)為(wei)其(qi)切應力(li)沿(yan)(yan)截(jie)(jie)面也(ye)均勻分布(bu)。


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3. 扭轉


  不銹鋼管子(zi)的(de)扭轉變(bian)(bian)形是由大(da)小相等、方面相反、作用面垂(chui)直于管軸的(de)兩個(ge)力矩引起的(de)管子(zi)變(bian)(bian)形形式。其變(bian)(bian)形特點(dian)表現為管道元件的(de)任意兩個(ge)橫(heng)截面繞管子(zi)的(de)中心軸線發生相對轉動,如圖9-3所示。


  根據(ju)(ju)圣維南原理可(ke)知(zhi),在(zai)管子的(de)任一截面(mian)上的(de)內力(li)(矩)n是均勻分布的(de),且(qie)根據(ju)(ju)力(li)的(de)平衡法(fa)則可(ke)知(zhi),


  Mn也(ye)是一(yi)個矢量(liang),且規定:按右手螺旋法則(ze),當矢量(liang)方(fang)向與(yu)截面的(de)(de)外(wai)法線方(fang)向一(yi)致(zhi)時,Mn為正,反之(zhi)為負。對于管(guan)子的(de)(de)扭轉變形,其應力(li)在管(guan)子各橫截面上的(de)(de)分布(bu)已(yi)不再是均勻(yun)的(de)(de)。


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4. 彎曲


  這(zhe)里僅研究純彎(wan)曲(qu)的(de)(de)情況,即不銹鋼管(guan)子(zi)各(ge)橫截面上只有正應力而(er)無切(qie)應力,管(guan)道元件中心軸(zhou)線(xian)變(bian)形(xing)后為一平(ping)面曲(qu)線(xian)。此時管(guan)子(zi)的(de)(de)彎(wan)曲(qu)變(bian)形(xing)是(shi)由大小(xiao)相等(deng)、方向相反、作用面為沿管(guan)子(zi)中心軸(zhou)線(xian)的(de)(de)縱(zong)向平(ping)面并包含(han)軸(zhou)線(xian)在內的(de)(de)兩個力矩引起的(de)(de)管(guan)子(zi)變(bian)形(xing)形(xing)式。其變(bian)形(xing)特點表現為管(guan)子(zi)的(de)(de)中心軸(zhou)線(xian)由直線(xian)變(bian)為平(ping)面曲(qu)線(xian),如圖(tu)9-4所(suo)示。


  應滿(man)足(zu)工(gong)程上規定的剛度條件,即為工(gong)程上規定的許(xu)用(yong)撓度值)。


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