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(xiu)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(bu)銹鋼管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)拉伸(shen)和壓(ya)縮(suo)表現為管(guan)道(dao)沿軸(zhou)線方向(xiang)發生伸(shen)長或縮(suo)短,是由大小相等、方向(xiang)相反、作用線與管(guan)道(dao)中心軸(zhou)線重合的(de)(de)(de)一對外力引(yin)起的(de)(de)(de)管(guan)子變(bian)形(xing)形(xing)式。圖9-1所示(shi)為管(guan)道(dao)軸(zhou)向(xiang)拉伸(shen)和壓(ya)縮(suo)時的(de)(de)(de)受力簡圖。
根據(ju)圣維南原(yuan)理可知,管子的(de)兩(liang)端部沿截(jie)面上的(de)力不一(yi)定均勻分布,但遠離端部的(de)任一(yi)橫截(jie)面上的(de)內力是均勻分布的(de)。

2. 剪切
不銹鋼管(guan)子的(de)剪切變形是由大小相(xiang)等、方(fang)向相(xiang)反、作(zuo)用線(xian)垂(chui)直(zhi)于管(guan)軸且(qie)距離很近的(de)一對力(li)引起的(de)管(guan)子變形形式(shi)。其變形特(te)點表(biao)現為受(shou)剪管(guan)子的(de)兩部分沿力(li)的(de)作(zuo)用方(fang)向發(fa)生相(xiang)對錯動,如圖9-2所示。
與不(bu)銹鋼管(guan)(guan)道的(de)拉伸和(he)壓縮(suo)相似,可以近似地(di)認為在管(guan)(guan)子遠離端部的(de)任一截面上的(de)剪力(li)(內(nei)(nei)力(li))是沿截面均(jun)勻分布的(de),且其內(nei)(nei)(剪)力(li)與外力(li)大小(xiao)相等、方向(xiang)相反(fan),可認為其切應力(li)沿截面也均(jun)勻分布。

3. 扭轉
不(bu)銹鋼管(guan)子的(de)扭(niu)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)形是由大小相等、方面相反、作用面垂直于管(guan)軸的(de)兩個(ge)(ge)力(li)矩(ju)引起的(de)管(guan)子變(bian)形形式。其(qi)變(bian)形特點(dian)表現為(wei)管(guan)道元(yuan)件的(de)任意兩個(ge)(ge)橫截面繞管(guan)子的(de)中(zhong)心軸線(xian)發(fa)生相對(dui)轉(zhuan)(zhuan)動,如(ru)圖9-3所示。
根據圣維南原(yuan)理可知,在管(guan)子的(de)(de)任一截面上的(de)(de)內力(矩)n是(shi)均勻分布(bu)的(de)(de),且根據力的(de)(de)平衡法則可知,
Mn也是一個矢(shi)量(liang),且規定:按右手螺(luo)旋法則,當矢(shi)量(liang)方向(xiang)(xiang)與(yu)截面(mian)的(de)外法線方向(xiang)(xiang)一致時,Mn為正,反之為負(fu)。對于管子的(de)扭轉變形,其應力在管子各橫截面(mian)上的(de)分布已不再是均勻的(de)。

4. 彎曲
這里僅(jin)研究純彎(wan)曲的情況,即不銹鋼管(guan)子各橫(heng)截面(mian)(mian)上只有正應力(li)而無切應力(li),管(guan)道元件中心軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)變(bian)形后為(wei)(wei)一平(ping)面(mian)(mian)曲線(xian)(xian)。此時管(guan)子的彎(wan)曲變(bian)形是(shi)由(you)大(da)小相等(deng)、方向相反、作用面(mian)(mian)為(wei)(wei)沿管(guan)子中心軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)的縱向平(ping)面(mian)(mian)并(bing)包含軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)在內(nei)的兩個力(li)矩引起的管(guan)子變(bian)形形式。其變(bian)形特點表現(xian)為(wei)(wei)管(guan)子的中心軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)由(you)直線(xian)(xian)變(bian)為(wei)(wei)平(ping)面(mian)(mian)曲線(xian)(xian),如圖(tu)9-4所示。
應滿足(zu)工程上(shang)規定的剛度條(tiao)件,即為工程上(shang)規定的許(xu)用撓度值)。


