Sobre esta ferramenta
A Calculadora de Tensão em Vaso de Pressão de Parede Fina encontra as tensões de membrana em um vaso cilíndrico ou esférico sob pressão interna, ou trabalha ao contrário até a espessura de parede que uma tensão admissível escolhida requer. Informe a pressão interna, o diâmetro interno e a espessura de parede para o modo de tensão, ou a pressão, diâmetro, tensão admissível e eficiência de junta para o modo de espessura. A pressão pode ser dada em MPa, bar ou psi e as dimensões em mm ou polegadas; tudo é calculado localmente no seu navegador.
Para um cilindro de parede fina (razão diâmetro-espessura acima de cerca de 20) a tensão circunferencial é σ_h = p·r / t e a tensão longitudinal é metade disso, σ_l = p·r / 2t, onde r é o raio interno e t a espessura de parede. Para uma esfera a tensão de membrana é p·r / 2t em todas as direções. Resolvendo para a espessura necessária dá t = p·r / (S·E) para um cilindro ou t = p·r / (2·S·E) para uma esfera, onde S é a tensão admissível e E a eficiência de junta soldada. A ferramenta também informa o mínimo no estilo ASME, t = p·r / (S·E − 0.6p) para um cilindro, que considera a pressão atuando no raio médio em vez do interno. Se a razão diâmetro-espessura cair abaixo de 20, ela sinaliza que a hipótese de parede fina não vale mais e uma análise de parede espessa (Lamé) é necessária.
Como exemplo resolvido, um cilindro com 500 mm de diâmetro interno e uma parede de 6 mm sob 2 MPa de pressão interna tem uma tensão circunferencial de 2 × 250 / 6 ≈ 83,3 MPa e uma tensão longitudinal de cerca de 41,7 MPa, com uma razão diâmetro-espessura de 83 — confortavelmente de parede fina. Estas fórmulas cobrem apenas o comportamento de membrana (longe de extremidades, bocais e apoios); a flexão local em descontinuidades requer análise adicional.