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
$ X6 h  Z& f9 z( D5 h9 A
2 @% d5 G- ]! J5 \- J' v! 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
可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
% k# O6 s- n* l- e- k: ^/ `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?
5 ~, ~4 V3 Z' [+ u7 P9 N8 K. J4 x那么,这个压力的力
F1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
1 h" H/ k" b, K- j2 o3 T5 m/ F6 Y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
+ M3 D: G' Q3 ~9 n3 Q) d! K  j[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
# b& c+ w: C* X* Q1 N9 YF(MAX)=783720N
-------------
F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
/ E! |% |" `; l4 L% n6 o4 N
! l1 H2 K2 Z* x8 H---------------
; A6 g2 G# J$ V0 N  i最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
' s- }* w6 m8 y* u! Z* v% a" |  O/ G如果考虑
# t2 r& ]3 T0 ?; Z一般σb=440MPa
& p; t5 p  n0 V) h; b[σ]=44MPa
+ V7 z% ~/ j; b/ A- uF(MAX)=287364N
--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
--------------
这个就不是最大拉力的问题
. D$ N  d) q( r1 D* ]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.
/ K; @  g# N' E1 P' V------------------------
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：
- A$ }8 a1 r) N* M" u8 C& O4 P) |" k    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
; d9 w$ Z: u' i. q! d8 I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》