如何计算所能承受的最大拉力

感悟人生

一根管子内径78mm，外径120mm，σb≥655MPa，σs≥510MPa，内部承受105Mpa，如何求这根管子能承受的最大轴向拉力

[ 本帖最后由 感悟人生 于 2008-3-29 14:58 编辑 ]

感悟人生

高手请来救急呀!!!!!!!!!

gaoyns

说明管子是什么材料，内部介质的腐蚀性，最高工作温度，最高工作压力。你所说的最大拉力是圆周方向或是轴线方向，应把这些都说清楚。

leftwall

还有就是管子的长度、放置的形式（水平/数值）等
可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
# @2 y, s' E, e& h- i4 Q内部的压力应该是四个方向的啊
  a  K: }4 @7 z- n; c& H两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
那么,这个压力的力
- D+ S7 X) V! X4 WF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
9 ]% K( E2 s: d" K% YF(MAX)=[σ]*A=
0 a1 T7 d: b6 ?, [这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
4 u; ^* n7 s0 JA=6.531X10**-3
" A8 {2 f- z7 V9 }3 gF(MAX)=783720N
-------------
F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

0 T0 E& C3 {& d& O& ]8 H) j" A---------------
最大拉力计算出来了.
$ w8 m" X: p8 E; e& h/ h. }/ K但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
+ r! q8 V1 H9 `* q/ p) T9 w) ]如果考虑
5 s6 F) j7 `* k- D: h6 Z一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
/ V% i* J) \; M! V, E--------
- b' z9 G3 i4 AF=F(MAX)-F1=-214364N
1 }$ m- X, z- p1 {( N--------------
& @2 p5 p# V$ V' k8 ]. M/ n' G' U这个就不是最大拉力的问题
' P. Q$ ^' Y# t- ^而是能否承受你的105MPa的压力的问题拉.
4 W) o: h4 `+ E8 i------------------
7 o9 n7 E+ u& x当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
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一家之盐

gaoyns

管内压力为P=105MPa，属超高压（P>100MPa）管道，从压力容器的强度理论可知，轴向拉应力等于圆周方向拉应力的一半，设计中一般不计算轴向应力。可先算圆周方向拉应力 σ，根据高压筒体计算公式：
    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
& w9 Z5 ~/ T  D4 u) I式中：σ---管壁圆周方向拉应力，  K---管道外径与内径之比，K=120/78=1.5385，   [ σ }---许用应力，与材料厚度、使用温度有关。温度高于100℃，用屈服许用应力[ σ s}。题中条件不足，无法确定许用应力。
    σ=1.7321×105×1.5385^2 / (1.5385^2-1) =314.9   (MPa)      这么大的拉应力，恐怕远超过许用应力了，是不充许的。
公式出处：《高压容器设计手册》