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
) x8 x( T9 E. E! n' e
[ 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
: `) q/ T4 a7 n$ B+ l4 y& H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
两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
那么,这个压力的力
  O; X2 O8 `  e! E( P5 M- W8 xF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
F(MAX)=[σ]*A=
6 X+ G# ~5 R4 q8 H% b, ^; N" {这里你没有材料的种类的说明,
. @/ l% T; M$ \- s( Y只有假设是Q235-A
8 n: k; N4 u, s+ X9 G' g6 K[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
& O/ e! A' a4 {# h5 f1 lF(MAX)=783720N
-------------
5 G8 i9 m+ X3 o& \1 O! C6 c! fF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

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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
一般σb=440MPa
' {4 U! E6 c+ |* V1 f% X[σ]=44MPa
( u! D4 d7 a6 |1 `; e" ZF(MAX)=287364N
--------
F=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.
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6 o& g( \! {' \4 I" ?当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
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# k2 P9 i3 }6 B; @: l6 v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：
, a0 @* ~6 d  w, D9 _& Q    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
6 S, r9 ^; V( h6 ?- {. ~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。
- h0 N6 M5 \% `  [! u    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》