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(gang)管(guan)道的軸(zhou)向(xiang)(xiang)拉伸和壓縮(suo)表(biao)現為管(guan)道沿軸(zhou)線方向(xiang)(xiang)發生伸長或縮(suo)短,是由大小相(xiang)等、方向(xiang)(xiang)相(xiang)反、作(zuo)用線與(yu)管(guan)道中心軸(zhou)線重合的一對外力(li)引起的管(guan)子變形形式。圖9-1所示為管(guan)道軸(zhou)向(xiang)(xiang)拉伸和壓縮(suo)時的受力(li)簡(jian)圖。
根據(ju)圣維(wei)南原(yuan)理可知,管子的(de)(de)(de)兩(liang)端(duan)部沿截面上的(de)(de)(de)力(li)不一(yi)定(ding)均(jun)勻分布,但遠離(li)端(duan)部的(de)(de)(de)任一(yi)橫(heng)截面上的(de)(de)(de)內力(li)是均(jun)勻分布的(de)(de)(de)。

2. 剪切
不銹鋼管(guan)子(zi)的(de)(de)剪切變形(xing)是(shi)由大(da)小相(xiang)(xiang)等、方向相(xiang)(xiang)反、作用線(xian)垂(chui)直(zhi)于管(guan)軸(zhou)且距(ju)離很近的(de)(de)一對力引起的(de)(de)管(guan)子(zi)變形(xing)形(xing)式。其(qi)變形(xing)特(te)點表現為(wei)受剪管(guan)子(zi)的(de)(de)兩(liang)部分沿力的(de)(de)作用方向發生相(xiang)(xiang)對錯動,如圖9-2所示(shi)。
與不銹鋼(gang)管(guan)道的(de)拉伸和壓縮相(xiang)似,可以近(jin)似地認為(wei)在管(guan)子遠離端部的(de)任一截面上的(de)剪力(li)(li)(內力(li)(li))是(shi)沿截面均勻分布(bu)的(de),且其(qi)內(剪)力(li)(li)與外力(li)(li)大小相(xiang)等、方向相(xiang)反,可認為(wei)其(qi)切應力(li)(li)沿截面也均勻分布(bu)。

3. 扭轉
不銹鋼管子的(de)扭轉(zhuan)變(bian)形是由大小(xiao)相等、方(fang)面相反、作用面垂直于管軸的(de)兩個(ge)(ge)力矩引起的(de)管子變(bian)形形式。其(qi)變(bian)形特點表現為管道元件的(de)任意兩個(ge)(ge)橫截面繞(rao)管子的(de)中心(xin)軸線(xian)發生相對轉(zhuan)動,如圖9-3所示。
根據(ju)圣維南原理可(ke)知,在管子(zi)的(de)(de)任一截(jie)面上的(de)(de)內(nei)力(矩)n是均勻分布的(de)(de),且根據(ju)力的(de)(de)平(ping)衡法則可(ke)知,
Mn也是一(yi)個矢量,且規定:按右手螺旋法(fa)則,當矢量方(fang)向與(yu)截面(mian)的外法(fa)線方(fang)向一(yi)致時,Mn為正,反(fan)之為負。對于(yu)管(guan)子的扭(niu)轉變(bian)形,其(qi)應力在管(guan)子各橫截面(mian)上的分布已不再是均勻的。

4. 彎曲
這里(li)僅研究純彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)的(de)(de)情況,即不銹(xiu)鋼管(guan)子(zi)各(ge)橫截面(mian)上只有正應(ying)力而無切應(ying)力,管(guan)道元件中(zhong)心(xin)軸(zhou)線(xian)變(bian)形(xing)后為(wei)一平面(mian)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)。此時管(guan)子(zi)的(de)(de)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)變(bian)形(xing)是由大小相等、方向相反、作(zuo)用面(mian)為(wei)沿(yan)管(guan)子(zi)中(zhong)心(xin)軸(zhou)線(xian)的(de)(de)縱向平面(mian)并(bing)包含軸(zhou)線(xian)在內的(de)(de)兩(liang)個力矩引起(qi)的(de)(de)管(guan)子(zi)變(bian)形(xing)形(xing)式(shi)。其(qi)變(bian)形(xing)特點表(biao)現為(wei)管(guan)子(zi)的(de)(de)中(zhong)心(xin)軸(zhou)線(xian)由直線(xian)變(bian)為(wei)平面(mian)曲(qu)(qu)(qu)線(xian),如圖9-4所示。
應滿足(zu)工(gong)程上規定的剛度條件,即為(wei)工(gong)程上規定的許用撓(nao)度值)。


