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
* d- i- ]) L6 C可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
! ^9 N" i9 q" ?% Y内部的压力应该是四个方向的啊
1 K0 g* N3 T4 c两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
" Z; n$ _$ p7 H# x. C* k  R8 J那么,这个压力的力
F1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
: `" B' v( x6 e3 j$ O9 X再来计算能够承受的压力
$ q8 i) r8 ~. S, a! W! K: zF(MAX)=[σ]*A=
% k$ o& T! Z  b3 ]* z, H9 k; K( b8 M$ f这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
  ^& T/ u# A) g. U4 n[σ]=σs/2=120MPa
A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
-------------
2 i8 A) d* b* H6 f, @F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
5 Q; G" z9 ], Y! j2 R
* {9 F" d& J0 `: S7 b7 w---------------
+ l$ q( q" s$ b  i3 P" v最大拉力计算出来了.
' y, u' b$ [8 B7 c但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
& G6 U% i0 h4 a% O如果考虑
一般σb=440MPa
, _% @7 \$ ]% s( h[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
--------
  ?' N! ~  t0 v  V; O: X: {" G! z) WF=F(MAX)-F1=-214364N
' g+ Q* }4 d& a- ~( r; A--------------
! x4 H0 P: m9 v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.
( H4 W; G. Z5 |( q9 _* ?6 z------------------
( W/ b2 M8 I* K# Q当然计算数据有保守的一面
7 E9 p" ^1 k& L" J. Q" ?/ p; ?以实际为准.
5 }0 }( d: \2 A" d( ^9 r7 p7 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：
1 b  t9 K* D+ r1 j9 m0 [  a    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》