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
% X2 ?) B: B/ i' n0 e8 [
2 D) V, i: _5 L* [$ U# Z: f[ 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:
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?
0 r8 B$ q2 _' c' R" L那么,这个压力的力
F1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
F(MAX)=[σ]*A=
这里你没有材料的种类的说明,
: \! s& i2 k' c7 N! [, \只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
% q( ]  }$ v% ]! PA=6.531X10**-3
) F& K$ p* h: B+ T3 m- pF(MAX)=783720N
-------------
3 |8 D  C- v* r9 n/ U6 d, ZF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

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最大拉力计算出来了.
8 y" M9 {6 _  ~# j1 P但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
0 x! H7 I6 Y- s如果考虑
( ~0 J2 J+ C; \+ q/ x; k+ {5 y一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
7 Q+ }6 i1 O# l8 n( z1 [0 |F(MAX)=287364N
3 \/ t# J' y$ [& A  F) s--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
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2 W- D- i4 b- b6 q7 g1 e7 ^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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当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
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/ Q( F4 ?' b, q; u5 G% S; V5 Y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：
) ~& Q8 |( ?3 u    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
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》