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
% Y  u( U& e6 ?: q9 Q$ H9 g
$ z2 Y5 H8 D% p3 h0 V- @[ 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
' H6 b+ t, Z2 D* x* |0 a* f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
! q( h( b! e9 ?3 X! ?9 {$ L两头应该是封口的,否则哪里来的压力?
那么,这个压力的力
* f0 w& ^  s5 H$ Z( y1 kF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
  J% b+ z, f: o: n% oF(MAX)=[σ]*A=
这里你没有材料的种类的说明,
( W6 e1 x/ e% r+ p只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
6 E, c0 k# \" E$ ZA=6.531X10**-3
0 U. y, Z/ k5 ~9 A  E1 u6 W# tF(MAX)=783720N
% k3 P0 l( }( E; X+ I0 h-------------
* b8 h9 h5 N( q5 Z9 P8 O- S$ aF=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

, _! m' D; P. ]& h---------------
1 O/ p) R! M$ J! [, y/ H: o9 v1 ?最大拉力计算出来了.
2 |. |4 d& h' u! F  y1 E. I2 i* u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
0 ?+ z: ~: o) Y  w2 Q5 [--------
+ ^) I4 _$ Q0 z* N0 LF=F(MAX)-F1=-214364N
  h  P3 @3 N. z7 P4 a! A6 m6 W2 w) S--------------
这个就不是最大拉力的问题
( V; }5 E6 t0 \2 _6 w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.
* C6 l) q; K9 u/ }------------------------
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 }
5 [& ]9 q' j- Z" 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。
2 L2 [' o  K) A  o公式出处：《高压容器设计手册》