Про цей інструмент
Калькулятор напружень тонкостінної посудини під тиском знаходить мембранні напруження в циліндричній чи сферичній посудині під внутрішнім тиском або працює у зворотному напрямку до товщини стінки, яку вимагає обране допустиме напруження. Введіть внутрішній тиск, внутрішній діаметр та товщину стінки для режиму напруження, або тиск, діаметр, допустиме напруження та коефіцієнт міцності шва для режиму товщини. Тиск можна задати у МПа, бар чи psi, а розміри у мм чи дюймах; усе обчислюється локально у вашому браузері.
Для тонкостінного циліндра (відношення діаметра до товщини вище близько 20) колове напруження — це σ_h = p·r / t, а поздовжнє напруження — половина цього, σ_l = p·r / 2t, де r — внутрішній радіус, а t — товщина стінки. Для сфери мембранне напруження — це p·r / 2t у кожному напрямку. Розв'язання щодо потрібної товщини дає t = p·r / (S·E) для циліндра або t = p·r / (2·S·E) для сфери, де S — допустиме напруження, а E — коефіцієнт міцності зварного шва. Інструмент також повідомляє мінімум за стилем ASME, t = p·r / (S·E − 0,6p) для циліндра, що враховує тиск, який діє на середній, а не внутрішній радіус. Якщо відношення діаметра до товщини падає нижче 20, він позначає, що припущення тонкої стінки більше не діє і потрібен товстостінний (за Ляме) аналіз.
Як робочий приклад: циліндр із внутрішнім діаметром 500 мм та стінкою 6 мм під внутрішнім тиском 2 МПа має колове напруження 2 × 250 / 6 ≈ 83,3 МПа та поздовжнє напруження близько 41,7 МПа, з відношенням діаметра до товщини 83 — комфортно тонкостінний. Ці формули охоплюють лише мембранну поведінку (далеко від країв, патрубків та опор); локальний згин на розривах потребує додаткового аналізу.