1. 直管元件在內壓作用下的(de)應力(li)分布
通常將直管元件劃分不銹鋼厚壁管和薄壁不銹鋼管,根據不同的假設理論來研究直管元件的應力分布。不銹(xiu)鋼厚壁管和不銹鋼薄壁管的劃分一般以k=do/di=1.2為界,當h>1.2時為厚壁管,h≤1.2時為薄壁不銹(xiu)鋼(gang)管。
2. 厚壁管的應(ying)力分布(bu)
假(jia)設直(zhi)管(guan)的(de)內、外徑分別為(wei)di和do,沿壁(bi)厚任意(yi)點(dian)到管(guan)中(zhong)心的(de)距離為(wei)p,管(guan)道(dao)承(cheng)受均勻的(de)介質內壓為(wei)p,那(nei)么厚壁(bi)管(guan)中(zhong)各點(dian)的(de)應力(li)計算表(biao)達式(shi)如下:
從上述公式可看出(chu)以下規律(lv):①. 軸向應力σL沿(yan)管道(dao)壁厚(hou)均勻分布;周向應力σ,和徑向應力σr 沿(yan)管道(dao)壁厚(hou)分布是不(bu)均勻的(de)。各應力沿(yan)管壁厚(hou)的(de)分布示意圖,見圖3.3.5。
②. 周(zhou)向應力σ在內壁(bi)處(chu)最大,在外壁(bi)處(chu)最小;
③. 徑(jing)向應力σr,在(zai)內(nei)壁(bi)處(chu)為(wei)-p,在(zai)外壁(bi)處(chu)為(wei)0。
④. 三(san)個(ge)應(ying)(ying)力(li)分量中,數值上周向(xiang)應(ying)(ying)力(li)最(zui)大,軸向(xiang)應(ying)(ying)力(li)σL次之,徑向(xiang)應(ying)(ying)力(li)σr最(zui)小。
3. 薄壁管(guan)的應力分布(bu)
對于薄壁管(guan),在理論上有以下(xia)假(jia)設:
①. 由于管壁很薄,認(ren)為應力沿管壁是均勻分(fen)布的。
②. 對(dui)于薄壁(bi)不銹鋼管(guan),徑向(xiang)應(ying)力相對(dui)于周(zhou)向(xiang)應(ying)力和軸向(xiang)應(ying)力很小(xiao),可以忽略(lve)不計(ji)。
③. 根據上(shang)述假設,由材(cai)料(liao)力學可知,內壓作用下(xia)薄壁不(bu)銹鋼(gang)管的應力計算表達式如(ru)下(xia):
可見(jian),在(zai)內(nei)壓作用下,薄壁(bi)不銹鋼(gang)管的周向應(ying)力是軸(zhou)向應(ying)力的2倍(bei),且(qie)大于0;徑向應(ying)力為0。