Калькулятор кольцевых напряжений

Кольцевое напряжение — это растягивающее напряжение по окружности стенки цилиндрического сосуда, возникающее под действием внутреннего давления, направленного наружу. Оно действует так, словно цилиндр разрезают вдоль его длины. Для закрытого тонкостенного цилиндра калькулятор использует стандартное соотношение: кольцевое напряжение = давление, умноженное на диаметр и делённое на удвоенную толщину стенки. При одинаковых единицах длины для диаметра и толщины внутреннее давление и полученное напряжение выражаются в MPa. Продольное напряжение действует параллельно оси цилиндра. Давление на закрытые днища стремится разъединить сосуд по поперечному сечению, создавая осевое напряжение, равное давлению, умноженному на диаметр и делённому на учетверённую толщину. При тонкостенных допущениях продольное напряжение вдвое меньше кольцевого. Инструмент также объединяет эти два главных напряжения в эквивалентное напряжение по Мизесу для плоского напряжённого состояния. Инженеры сравнивают его с допускаемым напряжением или пределом текучести материала как часть проверки проекта. Формулы наиболее уместны при малой толщине относительно диаметра, обычно при отношении диаметра к толщине не менее примерно 20. Предполагаются равномерное внутреннее давление, круговой цилиндр, однородный изотропный материал, закрытые торцы и отсутствие значимых местных концентраторов напряжений. Отверстия штуцеров, геометрия сварных швов, коррозия, внешние нагрузки, температурные градиенты, циклы усталости, остаточные напряжения и производственные допуски меняют реальное поведение. Толстостенные цилиндры требуют уравнений Ламе, поскольку напряжение существенно меняется по толщине. Используйте результат для обучения, предварительного подбора размеров и быстрого сравнения, а не вместо действующих норм для сосудов под давлением. Полный проект может требовать припуск на коррозию, коэффициент прочности шва, расчётные давление и температуру, детали соединений, требования к контролю, анализ циклической работы и нормативные коэффициенты запаса. Согласуйте единицу давления с нужной единицей напряжения, а диаметр и толщину задавайте в одной единице длины. Если оба размера введены в миллиметрах, их отношение безразмерно, и расчётное напряжение остаётся в MPa.