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

[ 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
  c5 W" h! L/ x4 ~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?
7 S& c2 z% g' v那么,这个压力的力
( q$ k2 u  R: I" u/ X/ wF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
, z1 d7 a# ^5 R再来计算能够承受的压力
+ i! m3 {: y/ g7 iF(MAX)=[σ]*A=
" `2 d; t2 [( c3 B这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
( a2 |+ M6 u/ E& v1 l! O2 r[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
-------------
3 b6 _1 o# y6 C. V+ K% ^$ R5 EF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

+ e* J! n$ F+ {" c4 o5 t---------------
最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
( B* o/ w  G- w0 F% Z2 O6 K0 D如果考虑
2 t1 z0 q3 j7 i, \& t. A一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
- U* C$ w2 }2 s% Y8 a2 G, J0 hF(MAX)=287364N
8 A5 Y) D8 U/ f9 C, ]- h--------
' P9 s3 l' }. h; XF=F(MAX)-F1=-214364N
--------------
5 [* h8 C! X3 E; h/ K1 w3 ^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.
- {( s; I  k/ g; ~" I7 _------------------------
5 H2 L! y; V  E4 m: j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：
& _) ~; s# F$ H9 m1 J8 T    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
! r6 W: Y' p6 j# J3 t% n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。
3 k9 ~8 @% ]8 l+ l    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。
7 P8 L2 s: l  |; ?" R0 L公式出处：《高压容器设计手册》