锻制管件生产制造资质申报标准

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(三) 加劲环及其旁管壁，断面(3)-(3)的管壁应力

1．轴向应力σx3。

由于加劲环存在，管壁在内水压力作用下的径向变形受到了限制，因而将产生局部应力，变形状态如图8-21(a)所示。加劲环对管壁约束的影响范围，每侧为。又称等效翼缘宽度。由弹性理论分析可得

对于范围以外的管壁，认为不受加劲环的影响，即不存在局部应力。在计算时，加劲环有效断面面积F，等于其自身净断面F´加上两侧各长为0.78的管壁面积。

在内水压力作用下，其变形具有轴对称特性，因此管壁圆周上各处的弯矩和剪力值都相等。设想将加劲环与管壁切开，根据变形相容条件可以证明，在切口处存在着均布的径向弯矩M和剪力V，如图8－21(b)所示。设在内水压力P和管壁传来的剪力V作用下，加劲环向外径向变位为Δ1；加劲环影响范围以外的管壁向外径向变位为Δ2；如果没有M和V的作用，全部管壁都将有相同的变位Δ2；但是在M和V作用下，钢管与加劲环连接处的变位应该与加劲环的变位相同，等于Δ1。我们可以看作M和V作用下使钢管在断面(3)-(3)处发生一个变位等于Δ3。根据变形连续条件，同时管壁在M和V作用下没有角变位(转角)。

(1) 求Δ2。在加劲环影响范围以外的管壁变位Δ2，是由均匀内水压力产生的。Δ2为半径的增加。根据虎克定律可得

——加劲环有效截面积，包括管壁的等效翼缘。

最后可得局部弯矩M产生的管壁局部轴向应力σx3为

式中的正号代表管壁内缘受拉，负号代表管壁外缘受压。由于当F'很大时，β≈1，而没有加劲环时，F'=aδ, β≈0。

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