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厚壁圆柱或管道中的应力

厚壁圆柱体或端部封闭的管子中的径向和切向应力——有内外压力。

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当厚壁管或圆筒受到内外压力时,管壁会产生环向应力和纵向应力。

厚壁圆筒-压力引起的应力

轴向应力

筒壁或缸壁上某一点轴向应力可表示为:

σ一个= (pr2- poro2) / (ro2- r2) (1)

在哪里

σ一个=轴向应力(MPa, psi)

p=管内或气缸内压力(MPa, psi)

po=管内或气缸内的外部压力(MPa, psi)

r管子或圆柱体的内部半径(mm, in)

ro管子或圆柱体的外部半径(毫米,英寸)

周向应力-环向应力

在管壁或圆柱体壁上某一点上的周向应力—环向应力可表示为:

σc= [(pr2- poro2) / (ro2- r2)] - [r2ro2(po- p) / (r2(右o2- r2)) (2)

在哪里

σc=周向应力(MPa, psi)

R =到管壁或气缸壁的半径(mm, in) (R< r < ro

当r = r时最大应力(管内或气缸内)

合成应力

圆柱体壁面上单点的综合应力不能用一个矢量来描述向量加法.相反,可以使用应力张量(矩阵)来描述两个物理矢量之间的线性联系。

径向应力

筒壁或缸壁上某一点径向应力可表示为:

σr= [(pr2- poro2) / (ro2- r2+ [r2ro2(po- p) / (r2(右o2- r2)) (3)

当r = r时最大应力o(管外或筒外)

例-厚壁圆筒中的应力

在一个内径200mm(半径100mm)、外径400mm(半径200mm)的圆柱体中,相对于外界压力存在100mpa的压力。

轴向应力可计算为

σ一个= ((100mpa) (100mm)2-(0 MPa) (200mm)2) / ((200毫米)2-(100毫米)2

33.3MPa

环向应力—环向应力—在内壁(100mm)可计算为

σc= ((100mpa) (100mm)2-(0 MPa) (200mm)2/(200毫米)2-(100毫米)2] - [(200毫米)2(100毫米)2((0 MPa)- (100 MPa)) / ((100 mm)2(200毫米)2-(100毫米)2)]

167MPa

内壁径向应力(100mm)可计算为

σr= ((100mpa) (100mm)2-(0 MPa) (200mm)2/(200毫米)2-(100毫米)2] + [(200毫米)2(100毫米)2((0 MPa)- (100 MPa)) / ((100 mm)2(200毫米)2-(100毫米)2)]

= -One hundred.MPa

注意!——那是由压力引起的额外压力——在限制温度膨胀的情况下,管壁或缸壁会产生应力

在线厚壁管和圆筒计算器

下面的计算器可以用来计算厚壁管道或两端封闭的圆柱体中的应力。

内部的压力(MPa, psi)

外部压力(MPa, psi)

内半径(毫米)

齿顶圆半径(毫米)

指向墙上的半径(毫米)

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引用

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  • 张信哲代言欧宝是干嘛的欧宝提款限制工程工具箱,(2005)。厚壁圆柱或管道中的应力.[在线]可在:https://www.engineeringtoolb张信哲代言欧宝是干嘛的ox.com/stress-thick-walled-tube-d_949.html[年月日访问]。

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