1. 直管元件在內(nei)壓作用下的應力分布
通常將直管元件劃分不(bu)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。不銹鋼厚壁管和不(bu)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時為薄壁不銹鋼管。
2. 厚壁管(guan)的應(ying)力分布
假設直管的(de)內、外徑分別為di和(he)do,沿壁厚(hou)任意點到(dao)管中心的(de)距離為p,管道承(cheng)受均勻(yun)的(de)介質內壓(ya)為p,那么厚(hou)壁管中各點的(de)應力(li)計算表(biao)達式如(ru)下:
從上述公(gong)式可(ke)看出以(yi)下(xia)規律(lv):①. 軸向應力σL沿(yan)(yan)管(guan)道壁厚(hou)均(jun)勻(yun)分布(bu);周向應力σ,和徑向應力σr 沿(yan)(yan)管(guan)道壁厚(hou)分布(bu)是不均(jun)勻(yun)的(de)。各應力沿(yan)(yan)管(guan)壁厚(hou)的(de)分布(bu)示意圖(tu),見圖(tu)3.3.5。
②. 周(zhou)向應力(li)σ在內壁處(chu)最(zui)大,在外壁處(chu)最(zui)小;
③. 徑向應力σr,在(zai)內壁(bi)處(chu)為(wei)-p,在(zai)外壁(bi)處(chu)為(wei)0。
④. 三(san)個應力分量(liang)中,數值上(shang)周向(xiang)(xiang)應力最大,軸向(xiang)(xiang)應力σL次之(zhi),徑向(xiang)(xiang)應力σr最小(xiao)。
3. 薄(bo)壁管的應力(li)分布(bu)
對于(yu)薄壁管,在理(li)論(lun)上有以下假(jia)設(she):
①. 由于(yu)管(guan)壁(bi)很(hen)薄,認為應力沿管(guan)壁(bi)是均勻分布(bu)的。
②. 對于(yu)薄壁不銹鋼管(guan),徑向應力相對于(yu)周(zhou)向應力和(he)軸向應力很小,可以忽略不計。
③. 根據上述假(jia)設,由材料力學可知,內(nei)壓(ya)作用下薄壁(bi)不銹(xiu)鋼(gang)管的應力計算表(biao)達式如下:
可(ke)見,在內壓(ya)作用下,薄壁不銹鋼(gang)管的周向應力(li)(li)是軸向應力(li)(li)的2倍,且大于(yu)0;徑向應力(li)(li)為(wei)0。