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 P: Q6 @# ?2 O
[ 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:
, X/ q0 A7 U$ w& T1 E$ s内部的压力应该是四个方向的啊
4 }3 a; y' o% |/ e" g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=
5 I- E4 J" y0 W; s: ~1 |这里你没有材料的种类的说明,
( J( `8 u6 I( F2 |, C; W$ a只有假设是Q235-A
, R# E/ ?& l, ?( H: Z[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
-------------
  C8 t8 R6 I& {F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
, c1 F0 F, U1 G9 h. E
---------------
- U$ d! R8 F% O6 q5 ]$ }% w最大拉力计算出来了.
1 P3 x( b( t" q7 a) P但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
如果考虑
一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
/ W6 @: w$ ]& Y6 |5 T# |--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
- T5 r: }/ l+ |. L% F/ g# c# _--------------
7 P% t2 |+ o6 I+ e这个就不是最大拉力的问题
" s+ k8 R8 A* E+ \8 f7 G2 L3 ^而是能否承受你的105MPa的压力的问题拉.
------------------
- h/ d* g7 ]' `7 G) a+ s当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
  V  v7 [) `* v4 j------------------------
* y2 }; R1 e/ z. h7 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：
4 k$ G$ x: N6 I    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》