UTILS.
100% trong trình duyệt
🛢️

Công cụ tính ứng suất bình áp lực thành mỏng

Tính ứng suất vòng và dọc, hoặc độ dày thành yêu cầu, cho bình áp lực trụ và cầu thành mỏng, kèm tùy chọn ASME.

Chọn hình học và giải cho ứng suất (khi có độ dày) hoặc độ dày (khi có ứng suất cho phép).

Về công cụ này

Công cụ tính Ứng suất Bình Áp lực Thành mỏng tìm các ứng suất màng trong bình trụ hoặc cầu dưới áp suất trong, hoặc làm ngược lại để ra độ dày thành mà một ứng suất cho phép đã chọn yêu cầu. Nhập áp suất trong, đường kính trong và độ dày thành cho chế độ ứng suất, hoặc áp suất, đường kính, ứng suất cho phép và hiệu suất mối hàn cho chế độ độ dày. Áp suất có thể cho bằng MPa, bar hoặc psi và kích thước bằng mm hoặc inch; mọi thứ được tính cục bộ trong trình duyệt của bạn.

Với bình trụ thành mỏng (tỷ số đường kính trên độ dày trên khoảng 20), ứng suất vòng là σ_h = p·r / t và ứng suất dọc bằng nửa của nó, σ_l = p·r / 2t, trong đó r là bán kính trong và t là độ dày thành. Với bình cầu, ứng suất màng là p·r / 2t theo mọi hướng. Giải ra độ dày yêu cầu cho t = p·r / (S·E) với bình trụ hoặc t = p·r / (2·S·E) với bình cầu, trong đó S là ứng suất cho phép và E là hiệu suất mối hàn. Công cụ cũng báo cáo mức tối thiểu kiểu ASME, t = p·r / (S·E − 0,6p) với bình trụ, tính đến áp suất tác dụng lên bán kính trung bình thay vì bán kính trong. Nếu tỷ số đường kính trên độ dày xuống dưới 20, nó cảnh báo rằng giả định thành mỏng không còn đúng và cần phân tích thành dày (Lamé).

Ví dụ minh họa, một bình trụ có đường kính trong 500 mm và thành 6 mm dưới 2 MPa áp suất trong có ứng suất vòng 2 × 250 / 6 ≈ 83,3 MPa và ứng suất dọc khoảng 41,7 MPa, với tỷ số đường kính trên độ dày là 83 — thành mỏng thoải mái. Các công thức này chỉ bao trùm ứng xử màng (xa các đầu, vòi và gối); uốn cục bộ tại điểm gián đoạn cần phân tích bổ sung.

Câu hỏi thường gặp

Ứng suất vòng so với ứng suất dọc là gì?
Ứng suất vòng (chu vi) tác dụng quanh chu vi và cố tách bình trụ dọc theo chiều dài; nó bằng p·r/t. Ứng suất dọc tác dụng dọc trục và bằng p·r/2t — đúng nửa ứng suất vòng. Đó là lý do ống chịu áp tách theo chiều dài, dọc theo hướng vòng chịu ứng suất cao hơn.
Khi nào giả định thành mỏng hợp lệ?
Các công thức màng thành mỏng chính xác khi đường kính trong lớn hơn khoảng 20 lần độ dày thành, để ứng suất gần như đều qua thành. Dưới tỷ số đó, ứng suất hướng kính và biến thiên qua độ dày trở nên quan trọng và cần dùng phân tích thành dày Lamé thay thế.
Hiệu suất mối hàn nghĩa là gì?
Hiệu suất mối hàn E tính đến việc mối hàn yếu hơn tấm gốc. Nó dao động từ khoảng 0,7 cho mối hàn không chụp X-quang đến 1,0 cho mối hàn được chụp X-quang hoàn toàn. Độ dày yêu cầu được chia cho E, nên hiệu suất thấp hơn đòi hỏi thành dày hơn cho cùng áp suất và ứng suất cho phép.
Tại sao độ dày ASME khác với công thức đơn giản?
Công thức đơn giản dùng bán kính trong; công thức ASME t = p·r/(S·E − 0,6p) hiệu chỉnh cho áp suất tác dụng qua thành để ứng suất được tham chiếu gần bán kính trung bình hơn. Ở áp suất thấp, hai giá trị gần khớp, nhưng giá trị ASME lớn hơn một chút khi áp suất tăng dần tới ứng suất cho phép.

Công cụ khác