Stromingsleer · Leidingen en druk

Membraanspanningen in een dunwandige drukbuis

Schat de membraanspanningen door inwendige druk en vergelijk hun orde van grootte met een toelaatbare spanning.

Aangemaakt op 15 jul 2026v1.0

Door Thibaut Grzelak, Ingenieur mechanische berekeningen

Leidingen en druk

Resultaten

Metrisch

Middendiameter

110,3mm

Dm = Do − t, gebruikt in het dunwandige membraanmodel.

Omtrekspanning

13,788MPa

Ook bekend als hoop stress; doorgaans de grootste membraanspanning.

Langsspanning

6,8938MPa

Axiale membraanspanning in een buis met gesloten uiteinden.

Equivalente Von Mises-spanning

11,94MPa

Vlakke spanningstoestand σθ–σz zonder schuifspanning.

Benutting

9,9503%

Verhouding σVM/S.

Verhouding Dm/t

27,575—

Geometrische dunwandigheidsindicator; een hogere waarde ondersteunt de dunwandige aanname beter.

Bekijk berekeningsdetailsFormules, SI-conversie, numerieke substitutie en resultatenOpen ↓

Berekeningsnota

Volledige berekeningsdetails

Toepassingsgebied: ri/t > 10, met ri = Do/2 − t. Deze grens is een conservatieve aanname van het membraanmodel en geen normcontrole. Rechte ronde buis met gesloten uiteinden. Uniforme positieve inwendige overdruk. De wand is voldoende dun om spanningsvariatie over de dikte te verwaarlozen. Geen lokale corrosie, ovaliteit, las, aftakking, buiging, vermoeiing, schok, temperatuurbelasting of uitwendige druk. Dit is een educatieve controle van de orde van grootte, geen berekening volgens een leidingcode.

01Formules en symbolen

Gebruikte formules

DmDm = Do − tMiddendiameter van de wand

σθσθ = p·Dm/(2t)Omtrekmembraanspanning

σzσz = p·Dm/(4t)Langsspanning in een gesloten buis

σVMσVM = √(σθ² − σθσz + σz²)Equivalente spanning bij vlakke spanning

02Aannames en beperkingen

Toepassingsgebied

Rechte ronde buis met gesloten uiteinden.
Uniforme positieve inwendige overdruk.
De wand is voldoende dun om spanningsvariatie over de dikte te verwaarlozen.
Geen lokale corrosie, ovaliteit, las, aftakking, buiging, vermoeiing, schok, temperatuurbelasting of uitwendige druk.
Dit is een educatieve controle van de orde van grootte, geen berekening volgens een leidingcode.

03Validatievoorbeeld

Numerieke referentiecase

p = 10 bar, Do = 114,3 mm, t = 4 mm en S = 120 MPa.
Dm = 110,3 mm.
σθ = 13,7875 MPa en σz = 6,89375 MPa.
σVM = 11,940 MPa en benutting = 9,9503%.

04Directe bronnen