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(bu)銹鋼管(guan)子變形都可視為這四種基本變形的組合。
1. 拉(la)伸(壓縮)
不銹鋼管道(dao)的(de)軸向(xiang)拉伸(shen)和壓縮(suo)表(biao)現為(wei)管道(dao)沿軸線方向(xiang)發生伸(shen)長(chang)或(huo)縮(suo)短(duan),是由大小(xiao)相等、方向(xiang)相反(fan)、作用(yong)線與管道(dao)中(zhong)心(xin)軸線重合(he)的(de)一對外力引起的(de)管子(zi)變形(xing)形(xing)式。圖9-1所示為(wei)管道(dao)軸向(xiang)拉伸(shen)和壓縮(suo)時的(de)受力簡圖。
根(gen)據圣(sheng)維南原(yuan)理可知(zhi),管子的(de)(de)(de)兩端部沿截面上的(de)(de)(de)力不一(yi)定均勻分布(bu),但遠離端部的(de)(de)(de)任一(yi)橫截面上的(de)(de)(de)內力是均勻分布(bu)的(de)(de)(de)。

2. 剪(jian)切
不銹鋼管(guan)子的(de)剪(jian)切(qie)變(bian)(bian)形(xing)是由(you)大小相(xiang)等、方(fang)向相(xiang)反、作用(yong)線垂直于管(guan)軸且距離很近的(de)一對力引起(qi)的(de)管(guan)子變(bian)(bian)形(xing)形(xing)式。其(qi)變(bian)(bian)形(xing)特點(dian)表現(xian)為受剪(jian)管(guan)子的(de)兩部分沿力的(de)作用(yong)方(fang)向發生相(xiang)對錯動(dong),如圖(tu)9-2所(suo)示(shi)。
與(yu)不銹鋼管道的拉伸和壓縮相(xiang)似,可以近似地認(ren)為在管子遠離(li)端部的任一截面(mian)上的剪(jian)(jian)力(li)(內(nei)力(li))是(shi)沿(yan)截面(mian)均勻分(fen)布(bu)的,且其(qi)內(nei)(剪(jian)(jian))力(li)與(yu)外力(li)大(da)小(xiao)相(xiang)等、方(fang)向相(xiang)反,可認(ren)為其(qi)切(qie)應力(li)沿(yan)截面(mian)也均勻分(fen)布(bu)。

3. 扭轉(zhuan)
不銹鋼管子的扭(niu)轉變形(xing)是由(you)大小(xiao)相(xiang)(xiang)(xiang)等、方面相(xiang)(xiang)(xiang)反、作用面垂(chui)直于管軸(zhou)的兩(liang)個(ge)力矩引起的管子變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點表(biao)現為管道(dao)元(yuan)件的任意兩(liang)個(ge)橫(heng)截面繞管子的中心軸(zhou)線發生相(xiang)(xiang)(xiang)對轉動,如圖9-3所示(shi)。
根據(ju)(ju)圣維南原理可(ke)知(zhi),在(zai)管子的任一(yi)截面上的內(nei)力(li)(矩)n是均勻(yun)分布的,且根據(ju)(ju)力(li)的平衡法則可(ke)知(zhi),
Mn也(ye)是一個矢量(liang),且規(gui)定:按右(you)手螺(luo)旋法則,當矢量(liang)方(fang)向與截面的(de)(de)外(wai)法線方(fang)向一致時,Mn為正,反之為負。對于(yu)管子的(de)(de)扭轉變形,其應力在管子各橫(heng)截面上的(de)(de)分布已不再是均勻的(de)(de)。

4. 彎(wan)曲(qu)
這里僅研(yan)究純彎曲(qu)的(de)(de)情況,即(ji)不銹鋼管子(zi)各橫(heng)截(jie)面(mian)上只有(you)正應力而(er)無切應力,管道元件中心(xin)軸(zhou)線(xian)變(bian)形后為一平(ping)(ping)面(mian)曲(qu)線(xian)。此時(shi)管子(zi)的(de)(de)彎曲(qu)變(bian)形是由大(da)小相等、方向(xiang)(xiang)相反、作用面(mian)為沿管子(zi)中心(xin)軸(zhou)線(xian)的(de)(de)縱(zong)向(xiang)(xiang)平(ping)(ping)面(mian)并(bing)包含軸(zhou)線(xian)在內的(de)(de)兩個力矩引起的(de)(de)管子(zi)變(bian)形形式。其變(bian)形特點表(biao)現為管子(zi)的(de)(de)中心(xin)軸(zhou)線(xian)由直(zhi)線(xian)變(bian)為平(ping)(ping)面(mian)曲(qu)線(xian),如(ru)圖9-4所示。
應滿足工(gong)程(cheng)上(shang)規定(ding)(ding)的(de)剛(gang)度條件,即為(wei)工(gong)程(cheng)上(shang)規定(ding)(ding)的(de)許用撓(nao)度值)。


