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 z8 [) o: {. a. c* Q; \3 R6 U
7 w7 Q- c( Q2 k3 l6 N" D4 r[ 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
. L/ r9 M: c( B3 Q2 i$ y6 c可能需要计算的不只是拉应力的问题……

eastlakewater

首先:
& Q0 _% A9 C$ W7 O内部的压力应该是四个方向的啊
+ W1 h. D* w  j3 X& |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=
0 j4 p  d$ A4 S; [; t8 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
A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
# Q" [7 s- h2 }  M) N! h-------------
F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N

6 m& F7 h% m: a3 o* J---------------
, A4 a7 M7 l4 L( }, X1 P( Y: p最大拉力计算出来了.
& d, i" S6 ~9 c2 x但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
7 [3 G7 S6 L/ g; d7 o- u如果考虑
, O  X8 A+ g$ Q) C- E一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
--------
F=F(MAX)-F1=-214364N
$ _, u1 `" x, {* @" I2 |0 J--------------
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.
6 N0 T2 D& h# f9 z" S' D+ ?' M------------------
当然计算数据有保守的一面
. X6 b9 t% t' S+ K* {以实际为准.
------------------------
" i( F5 H+ o6 }& Z  e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：
* b; X% V. X2 m+ J, E! L" q    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。
/ k9 W- H' t' f) u公式出处：《高压容器设计手册》