環向應力計算器

環向應力是圓筒容器內壓向外推擠時，筒壁產生的圓周方向拉應力。其作用彷彿要沿長度方向將圓筒劈開。對兩端封閉的薄壁圓筒，本計算器採用標準關係：環向應力 = 壓力乘以直徑，再除以兩倍壁厚。當直徑與厚度使用相同長度單位時，內壓與所得應力皆以MPa表示。 縱向應力平行於圓筒軸線。封閉端蓋上的壓力試圖沿橫截面拉開容器，產生的軸向應力等於壓力乘以直徑，再除以四倍壁厚。因此，在薄壁假設下，縱向應力為環向應力的一半。本工具也將這兩個主應力合成平面應力狀態下的馮米塞斯等效應力。工程師可將此等效應力與容許應力或材料降伏強度比較，作為設計檢核的一環。 這些公式最適用於壁厚相對直徑很小的情況，通常直徑與厚度之比至少約為20。假設條件包括均勻內壓、圓形筒體、均質等向性材料、封閉端部，以及沒有顯著的局部應力集中。接管開孔、銲道形狀、腐蝕、外部載重、溫度梯度、疲勞循環、殘留應力與製造公差，都可能改變容器的實際行為。厚壁圓筒的應力沿壁厚明顯變化，須使用拉梅方程式。 請將結果用於學習、初步尺寸估算與快速比較，不可取代適用的壓力容器規範。完整設計可能需要腐蝕裕量、銲接效率、設計壓力與溫度、接頭細節、檢驗要求、循環工況分析，以及規範特定的安全係數。壓力單位應與所需應力單位一致，直徑與厚度則應使用同一長度單位。若兩者都以毫米輸入，其比值不具因次，計算應力仍為MPa。