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
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[ 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:
3 S9 b8 B- N+ F  W% z内部的压力应该是四个方向的啊
, E& N& R9 D2 S4 o+ s- V6 X) e5 O两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
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,
1 C3 Z3 q. c( _5 u" E& u1 G: o只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
% Y, q) E2 T, H( O0 f( X0 WA=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
-------------
1 s; A4 {7 k+ L+ l& ~7 u8 r' DF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

---------------
最大拉力计算出来了.
% }$ |+ Z3 t8 x) ?2 o+ r但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
如果考虑
7 R+ K0 i6 H# t5 E% P# v, i2 W  e一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
% X, g! S! g& M3 v% LF(MAX)=287364N
--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
--------------
这个就不是最大拉力的问题
3 X/ [6 Z% ?4 ]  n# e' }9 `/ w而是能否承受你的105MPa的压力的问题拉.
; Z# m' p4 q1 P* s5 E+ Q------------------
当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
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* J/ ?5 m- Y. e) F, s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 }
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。
/ B8 S& S. h6 L; @+ I9 o    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》