Akışkanlar mekaniği · Borulama ve basınç

İç basınç altındaki ince cidarlı boruda gerilmeler

İç basıncın oluşturduğu membran gerilmelerini tahmin edin ve büyüklüklerini izin verilen bir gerilme ile hızlıca karşılaştırın.

Oluşturulma 15 Tem 2026v1.0

Yazar: Thibaut Grzelak, Mekanik Hesap Mühendisi

Borulama ve basınç

Sonuçlar

Metrik

Ortalama çap

110,3mm

İnce cidar membran modelinde kullanılan Dm = Do − t.

Çevresel gerilme

13,788MPa

Halka gerilmesi olarak da adlandırılır; çoğunlukla en büyük membran gerilmesidir.

Boyuna gerilme

6,8938MPa

Uçları kapalı bir boru için eksenel membran gerilmesi.

von Mises eşdeğer gerilmesi

11,94MPa

Kaymasız düzlem gerilme durumu σθ–σz.

Kullanım oranı

9,9503%

σVM/S oranı.

Dm/t oranı

27,575—

İnce cidar varsayımının geometrik göstergesi.

Hesap ayrıntılarını görüntüleFormüller, SI dönüşümü, sayısal yerine koyma ve sonuçlarAç ↓

Hesap notu

Hesabın tüm ayrıntıları

Kabul edilen aralık: ri/t > 10; burada ri = Do/2 − t (iç yarıçap). Bu sınır membran modeli için ihtiyatlı bir seçimdir, standart uygunluk kontrolü değildir. Hesaplanan bir kalınlıkta hem teorik kalınlık hem de pay eklenmiş kalınlık kontrol edilir. Düz, dairesel ve uçları kapalı boru. Pozitif ve düzgün dağılmış bağıl iç basınç. Cidar boyunca gerilme değişiminin ihmal edilebileceği kadar ince cidar. Yerel korozyon, ovalleşme, kaynaklar, branşmanlar, eğilme, yorulma, darbe, sıcaklık ve dış basınç dahil değildir. Sonuç eğitsel bir büyüklük kontrolüdür; borulama koduna uygun tasarım hesabı değildir.

01Formüller ve semboller

Kullanılan formüller

DmDm = Do − tCidarın ortalama çapı

σθσθ = p·Dm/(2t)Çevresel membran gerilmesi

σzσz = p·Dm/(4t)Kapalı borunun boyuna gerilmesi

σVMσVM = √(σθ² − σθσz + σz²)Düzlem gerilme eşdeğeri

02Varsayımlar ve sınırlar

Geçerlilik alanı

Düz, dairesel ve uçları kapalı boru.
Pozitif ve düzgün dağılmış bağıl iç basınç.
Cidar boyunca gerilme değişiminin ihmal edilebileceği kadar ince cidar.
Yerel korozyon, ovalleşme, kaynaklar, branşmanlar, eğilme, yorulma, darbe, sıcaklık ve dış basınç dahil değildir.
Sonuç eğitsel bir büyüklük kontrolüdür; borulama koduna uygun tasarım hesabı değildir.

03Doğrulama örneği

Referans sayısal durum

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

04Doğrudan kaynaklar