纵向应力是什么意思?
纵向应力定义为当管道经受内部压力时产生的应力。管道中的纵向应力的方向平行于其中心线轴的纵向轴线,这意味着应力在管道长度的方向上作用。纵向应力被归类为正常应力并且是拉伸的。
薄壁管的末端和所产生的内部流体压力的积聚诱导开发三种类型的相互垂直应力。除了纵向应力外,圆周或箍应力和径向应力也发生,尽管后者与其他后者进行了轻微。
纵向应力也称为轴向应力。
L. |
纵向应力 |
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箍胁迫 |
R. |
径向压力 |
L. |
气缸长度 |
D. |
气缸直径 |
T. |
气缸厚度 |
P. |
内部压力 |
图1:在受内压的管道中引起的三种类型的应力(来源的)
365金博宝挖越巨大的压力解释了纵向压力
在设计管道时,必须了解和评估纵向应力。当施加内部压力时,管道中的应力的积聚可能导致其故障。在这些情况下,在维修或更换期间使用最少的侵入性和最有效的方法。诸如仅滑动,管道爆破,折叠和形成的管道和固化管(CIPP)的挖沟操作可用于恢复和更换损坏的管道。
计算纵向应力
在评估纵向应力时,有两个主要力量:
爆裂力 - 这是由于液体在管道中的内部压力而产生的力,这通过破裂损坏管道。
抵抗力 - 当管道经受内部压力时,力抵消了失败。该力被称为抗力。
如果突发力超过抵抗力,则管道将容易发生故障。在计算管道的纵向应力时,它被认为是平衡。在平衡下,爆裂力等于抗力。
L. |
纵向应力 |
P. |
压力 |
D. |
气缸直径 |
T. |
气缸厚度 |
图2:气缸中的纵向应力(来源的)
根据图2,纵向应力被发现如下:
突发力,FB =压力X面积= P×4×D2
抵抗力,FR =抵抗区域×纵向应力=πdt×l
FB = FR.
p×4d2 =πdt×l
∴Longitudinal应激,L = PD4T
纵向应力与周向(箍)应力之间的关系
薄壁管中的应力的测定侧重于两个主要应力,即这种性质的管道将暴露于纵向和周向。圆周应力沿管的圆周作用,故障倾向于将管道分成两半。管道中的纵向应力小于周向应力。圆周应力的公式表现出这一点。
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圆周压力 |
P. |
压力 |
D. |
气缸直径 |
L. |
气缸长度 |
T. |
气缸厚度 |
图3:用于在汽缸中确定圆周应力的参数(来源的)
突发力,FB =压力X面积= P×D×L.
抵抗力,FR =抵抗区域×圆周应力= 2TL×
FB = FR.
pdl = 2tl×
∴CircumferenceRengt,= PD2T
两种公式表明,在平衡下管道中的圆周应力是纵向应力的两倍。