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
! Y0 x; F- R5 _; b6 c, ^
, m! A. e8 T2 O3 B) Y& G( ]" {9 C[ 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:
5 S4 [6 F0 Z4 j9 P( A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?
# I4 o7 h3 \5 q7 [, r那么,这个压力的力
5 Q7 Q8 ^8 s: PF1=P*A=105*π*78**2/4=501728N
再来计算能够承受的压力
4 Y! b5 u1 f6 k( ?0 g* hF(MAX)=[σ]*A=
这里你没有材料的种类的说明,
只有假设是Q235-A
[σ]=σs/2=120MPa
1 ?5 [! c. q' b' l! q2 ]0 A0 @A=6.531X10**-3
F(MAX)=783720N
' x" a* I: }, P$ z# {% [7 s; a$ ?. k  l-------------
F=F(MAX)-F1=783720-501728=281992N
- d. O) R/ v4 Y+ Z1 I# o/ e. S. g
1 R, j$ ?: v" ~. F---------------
最大拉力计算出来了.
但是这里没有考虑疲劳极限的问题.
! G" T$ V+ [. w6 Z如果考虑
一般σb=440MPa
[σ]=44MPa
F(MAX)=287364N
--------
" z$ [' X7 x% b0 A3 Q) x, D6 P' LF=F(MAX)-F1=-214364N
; }' r+ H2 X( ^0 I--------------
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.
+ [& M4 S& }3 f1 A( E6 l) }------------------
+ @* y% s2 @8 d当然计算数据有保守的一面
以实际为准.
; c# o% R- s1 h4 p- E' Z, T------------------------
8 L" E: J: w# ^  t" Z4 H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：
8 g: b  X$ n0 V; \2 b% B    σ = 3^0.5PK^2 / (k^2-1)≤[ σ }
) l" ]" S" a+ U& }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》