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

- d" @+ M  `0 `) ^- r3 X$ s7 }0 _[ 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
4 ~! z! C6 _+ D% S6 Q可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
内部的压力应该是四个方向的啊
+ W, ]! \& P9 P' e( Y1 {  b0 Z两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
那么,这个压力的力
# |  f- j# p# M- ~; J: WF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
8 B1 ?5 l7 j, ]# B2 P& n再来计算能够承受的压力
8 X/ _% T! |8 `6 O2 yF(MAX)=[σ]*A=
" s0 O- _' p- Y' P  o5 `这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
" v( y" Q# J  r9 O# f[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
2 e; S/ H  M3 k# x. `# l" `F(MAX)=783720N
0 g- }+ I% X& S, t. y/ X9 o-------------
5 \! J1 [3 q3 b6 Y2 G7 G+ OF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
# ^. u) F) N, i5 j0 X
, w8 `! c6 Q9 a! _---------------
最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
如果考虑
; }( v. N" u& w# S& U3 J一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
# C' X3 \7 s7 j; U! T. [F(MAX)=287364N
6 W, r% D" B1 w6 _--------
# H2 B( R% B8 x6 D1 }; ]+ G; AF=F(MAX)-F1=-214364N
--------------
这个就不是最大拉力的问题
而是能否承受你的105MPa的压力的问题拉.
------------------
5 e+ q, G$ @) g9 ?- H当然计算数据有保守的一面
2 u& D$ N0 U) n5 V! T以实际为准.
- r! J1 ?: @* Q- o------------------------
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 }
" s+ I  g+ ~, x4 X2 {& y" \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。
6 i- S7 p0 x5 e+ e2 Z公式出处：《高压容器设计手册》