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
7 i  {  D8 A; }+ G* O$ Y
[ 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# w( ?8 l# B可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
% J8 c+ H2 v4 P. Z内部的压力应该是四个方向的啊
9 g1 d$ X3 w2 T( B7 `5 k两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
那么,这个压力的力
, V" M* P; x7 S9 Q2 T. g6 x0 WF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
F(MAX)=[σ]*A=
, Z* {2 E- ?0 P4 |; q8 }1 \9 O$ r' B这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
2 _$ U" a; H/ O3 h) B% p( g( ^$ J6 fA=6.531X10**-3
4 E8 p) P' G9 e: W1 JF(MAX)=783720N
-------------
( Q5 r6 s* v' s) ^& \F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

2 v* T3 V5 O6 `9 F7 Z, q---------------
最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
& ^% E+ m' y& p0 N# V$ ~如果考虑
1 S1 B  B& a% k$ w一般σb=440MPa
! a; z+ h# M3 \$ B: c; S[σ]=44MPa
9 i( K% ^# ]0 `; p+ EF(MAX)=287364N
  E$ J2 ]: G/ a) v( u--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
--------------
这个就不是最大拉力的问题
1 ]3 ^& {9 Q- a' d而是能否承受你的105MPa的压力的问题拉.
3 N( A3 L) V/ C% L3 J" \, q0 m------------------
: L) u1 y1 ?# O% {0 y当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
6 N3 W/ ^+ \8 |. 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 }
! m! Q3 G7 N* v7 u' b( f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。
7 `2 c- d1 V; M    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》