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(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)


  不銹鋼管(guan)(guan)道(dao)的軸(zhou)向拉伸(shen)和(he)(he)壓縮表現為管(guan)(guan)道(dao)沿(yan)軸(zhou)線(xian)方(fang)向發生伸(shen)長(chang)或縮短(duan),是由大小相(xiang)(xiang)等、方(fang)向相(xiang)(xiang)反、作用線(xian)與管(guan)(guan)道(dao)中心軸(zhou)線(xian)重合(he)的一對外力引起的管(guan)(guan)子變形(xing)形(xing)式(shi)。圖(tu)9-1所示為管(guan)(guan)道(dao)軸(zhou)向拉伸(shen)和(he)(he)壓縮時(shi)的受力簡圖(tu)。


  根據圣維南原(yuan)理可知,管(guan)子的(de)兩端(duan)部(bu)沿截(jie)面(mian)上的(de)力不一定均勻分(fen)布,但遠離端(duan)部(bu)的(de)任一橫(heng)截(jie)面(mian)上的(de)內力是均勻分(fen)布的(de)。


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2. 剪切


  不銹鋼管子(zi)(zi)(zi)的(de)剪切變形是(shi)由大小相等、方向(xiang)相反(fan)、作(zuo)(zuo)用(yong)線垂直于(yu)管軸且距離很(hen)近的(de)一對力引起的(de)管子(zi)(zi)(zi)變形形式。其變形特點表現為受剪管子(zi)(zi)(zi)的(de)兩(liang)部分沿力的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)方向(xiang)發生相對錯動,如(ru)圖(tu)9-2所(suo)示(shi)。


  與(yu)不銹鋼管道的(de)(de)拉伸和(he)壓縮相似,可以近(jin)似地認(ren)為在管子遠(yuan)離(li)端部的(de)(de)任一(yi)截(jie)面(mian)上的(de)(de)剪力(內力)是沿(yan)截(jie)面(mian)均勻分布的(de)(de),且其內(剪)力與(yu)外力大小相等、方向相反,可認(ren)為其切應力沿(yan)截(jie)面(mian)也均勻分布。


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3. 扭(niu)轉(zhuan)


  不銹鋼管(guan)子(zi)的(de)(de)(de)扭轉(zhuan)變形是由大小(xiao)相等、方面相反、作(zuo)用面垂直于管(guan)軸(zhou)的(de)(de)(de)兩個(ge)力矩引起(qi)的(de)(de)(de)管(guan)子(zi)變形形式。其變形特點表現為管(guan)道元(yuan)件的(de)(de)(de)任意(yi)兩個(ge)橫(heng)截面繞管(guan)子(zi)的(de)(de)(de)中心軸(zhou)線發生相對轉(zhuan)動,如(ru)圖9-3所示。


  根據(ju)圣維南原理(li)可知(zhi),在管子的任一(yi)截面上的內力(矩)n是均(jun)勻分布(bu)的,且根據(ju)力的平衡法則可知(zhi),


  Mn也是一個矢(shi)量,且規定(ding):按右手螺旋法則,當矢(shi)量方向與截面(mian)的外法線(xian)方向一致(zhi)時,Mn為(wei)正,反之為(wei)負。對于管(guan)子的扭轉變形(xing),其應力在管(guan)子各橫(heng)截面(mian)上(shang)的分(fen)布已(yi)不再是均勻的。


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4. 彎曲


  這里僅(jin)研究純彎(wan)曲(qu)的情(qing)況,即不銹鋼管(guan)(guan)子各(ge)橫截(jie)面(mian)(mian)上(shang)只(zhi)有正應力(li)而無切應力(li),管(guan)(guan)道元件中心軸線(xian)(xian)(xian)變形后為(wei)一平(ping)面(mian)(mian)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)。此(ci)時(shi)管(guan)(guan)子的彎(wan)曲(qu)變形是由大小(xiao)相等、方向(xiang)相反、作用面(mian)(mian)為(wei)沿管(guan)(guan)子中心軸線(xian)(xian)(xian)的縱向(xiang)平(ping)面(mian)(mian)并包(bao)含軸線(xian)(xian)(xian)在內的兩(liang)個力(li)矩引起的管(guan)(guan)子變形形式(shi)。其變形特點表現(xian)為(wei)管(guan)(guan)子的中心軸線(xian)(xian)(xian)由直線(xian)(xian)(xian)變為(wei)平(ping)面(mian)(mian)曲(qu)線(xian)(xian)(xian),如(ru)圖9-4所(suo)示。


  應滿足工程上規定(ding)的剛度(du)條件,即為(wei)工程上規定(ding)的許用撓度(du)值)。


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