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(gang)管子變形都可視為這四種基本變形的組合。


1. 拉伸(壓(ya)縮)


  不銹鋼管道(dao)(dao)的(de)軸向(xiang)拉(la)(la)伸(shen)和壓縮(suo)(suo)表現為管道(dao)(dao)沿軸線(xian)方向(xiang)發生(sheng)伸(shen)長或縮(suo)(suo)短,是由(you)大小相等、方向(xiang)相反、作用(yong)線(xian)與(yu)管道(dao)(dao)中心(xin)軸線(xian)重(zhong)合的(de)一對外(wai)力引起的(de)管子(zi)變形(xing)形(xing)式。圖(tu)9-1所示為管道(dao)(dao)軸向(xiang)拉(la)(la)伸(shen)和壓縮(suo)(suo)時的(de)受力簡圖(tu)。


  根據圣維南原理可知(zhi),管子(zi)的兩端(duan)部沿截面上(shang)的力(li)不(bu)一定均勻分(fen)布,但(dan)遠離端(duan)部的任(ren)一橫截面上(shang)的內力(li)是均勻分(fen)布的。


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2. 剪(jian)切(qie)


  不銹鋼(gang)管子(zi)的(de)剪切變形(xing)是由大小相(xiang)(xiang)等、方(fang)向相(xiang)(xiang)反、作用(yong)線(xian)垂直于管軸且距(ju)離很(hen)近(jin)的(de)一對(dui)力引起的(de)管子(zi)變形(xing)形(xing)式。其變形(xing)特點(dian)表現為(wei)受(shou)剪管子(zi)的(de)兩(liang)部分沿力的(de)作用(yong)方(fang)向發生(sheng)相(xiang)(xiang)對(dui)錯(cuo)動,如圖9-2所(suo)示。


  與(yu)不銹鋼管道的(de)拉伸(shen)和(he)壓縮相(xiang)似(si),可(ke)以近似(si)地認(ren)為(wei)在管子遠離端部的(de)任一截(jie)面(mian)(mian)(mian)上的(de)剪力(li)(內(nei)力(li))是沿(yan)截(jie)面(mian)(mian)(mian)均(jun)勻(yun)分布(bu)(bu)的(de),且其內(nei)(剪)力(li)與(yu)外力(li)大小相(xiang)等、方向相(xiang)反,可(ke)認(ren)為(wei)其切應力(li)沿(yan)截(jie)面(mian)(mian)(mian)也均(jun)勻(yun)分布(bu)(bu)。


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3. 扭轉


  不銹(xiu)鋼(gang)管子的扭轉(zhuan)變(bian)形(xing)是(shi)由(you)大小相(xiang)等、方面相(xiang)反、作用面垂直于管軸的兩個力矩引起(qi)的管子變(bian)形(xing)形(xing)式。其(qi)變(bian)形(xing)特點表現為管道元(yuan)件的任(ren)意兩個橫截面繞管子的中心(xin)軸線發生相(xiang)對轉(zhuan)動,如圖(tu)9-3所示。


  根(gen)據圣維(wei)南(nan)原(yuan)理可知,在(zai)管子的任一(yi)截(jie)面上的內力(li)(矩)n是(shi)均(jun)勻分布的,且根(gen)據力(li)的平(ping)衡法則可知,


  Mn也(ye)是一個矢(shi)量,且規定:按右手螺(luo)旋法(fa)則,當矢(shi)量方(fang)向(xiang)與(yu)截面的(de)(de)外法(fa)線(xian)方(fang)向(xiang)一致時,Mn為正,反之為負。對于管(guan)(guan)子的(de)(de)扭轉變(bian)形,其應力在管(guan)(guan)子各橫(heng)截面上的(de)(de)分布已不再是均勻的(de)(de)。


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4. 彎曲(qu)


  這里僅研究純彎(wan)曲(qu)的(de)情況,即不銹(xiu)鋼管子(zi)(zi)各橫截(jie)面(mian)(mian)上只(zhi)有正應力而無切應力,管道元件中心軸(zhou)線(xian)(xian)變(bian)(bian)形后為一平面(mian)(mian)曲(qu)線(xian)(xian)。此時(shi)管子(zi)(zi)的(de)彎(wan)曲(qu)變(bian)(bian)形是由大小相等、方向相反、作(zuo)用面(mian)(mian)為沿管子(zi)(zi)中心軸(zhou)線(xian)(xian)的(de)縱向平面(mian)(mian)并包含軸(zhou)線(xian)(xian)在內的(de)兩個力矩引起的(de)管子(zi)(zi)變(bian)(bian)形形式。其變(bian)(bian)形特點表現(xian)為管子(zi)(zi)的(de)中心軸(zhou)線(xian)(xian)由直線(xian)(xian)變(bian)(bian)為平面(mian)(mian)曲(qu)線(xian)(xian),如圖9-4所示。


  應滿足工程(cheng)上規(gui)(gui)定(ding)的(de)剛(gang)度條件(jian),即為工程(cheng)上規(gui)(gui)定(ding)的(de)許用撓度值(zhi))。


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