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
4 A1 r; T8 b( l0 F- X7 G  y
5 s2 x( X6 t* M3 |4 e, a  l) @[ 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
0 R7 d: i, G. B; ?2 N2 r可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
( @" F8 `  Q8 g; E内部的压力应该是四个方向的啊
9 v- m0 N! e  J, P: [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: T3 }9 T* @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,
只有假设是Q235-A
, H2 ?  a  h: z[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
% s' V8 ?& X6 ~) U-------------
6 U3 C  n: j$ J/ l3 |; @F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
0 d- B7 a8 F# D/ f% x7 H9 ~
---------------
$ j# Z  r+ Q, N- {, r最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
. r1 e$ R4 ~8 S如果考虑
一般σb=440MPa
" ^8 J' X: m7 @[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
: p1 q1 `- N2 x" E--------
/ U( p. W( r1 a, f2 B9 iF=F(MAX)-F1=-214364N
" W+ g4 o1 {* z1 B0 n4 M1 f--------------
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.
------------------
当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
! o; N2 v- z4 @! z7 E4 f7 e- k------------------------
  j6 A* i, d! G  P+ R* z& [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 }
; j$ u9 Y7 O; _) M1 B) h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。
* y0 N: I( N5 D0 X6 ^; I( _公式出处：《高压容器设计手册》