Teknik kılavuz · yöntem ve uygulama önerileri

İç basınç altındaki ince cidarlı borular

İç basınç boru cidarında çevresel ve boyuna membran gerilmeleri oluşturur. Basit model yalnızca ön boyutlandırma içindir.

Gözden geçirme tarihi

Kesit görünüşüpσθσθçevresel gerilmeBoyuna görünüşσzσzpboyuna gerilmeσθ = pDm/(2t) ≈ 2σz
Kesit görünüşü çevresel gerilme σθ'yı, boyuna görünüş ise boyuna gerilme σz'yi ayırır. Bu kapalı ince cidar modeli için σθ ≈ 2σz.

Membran gerilmeleri

İnce cidarlı kapalı boruda σθ = pDm/(2t) ve σz = pDm/(4t) kullanılır.

Pratik öneri: hesap notunda p = pin − pout ifadesini her zaman açıkça yazın.

Kalınlık hesabı

σθ = pDm/(2t) ; σz = pDm/(4t)

Kapalı bir boruda basınç, çevresel gerilme σθ ve boyuna gerilme σz oluşturur. İnce cidar modelinde σθ, σz'nin iki katıdır.

Bu yaklaşımda radyal gerilme ihmal edilir; kalın cidarda bu varsayım artık geçerli değildir.

Kod kapsamı

Malzeme katsayıları, kaynak verimi, sıcaklık, çevrim, bağlantılar, imalat, muayene ve testler basit modelin dışındadır.

Cidar kalın hale gelirse Lamé denklemlerini veya geçerli standarda uygun bir yöntemi kullanın.

4. Net kalınlıktan gerçek kalınlığa geçin

Basit bir formülden çıkan kalınlık doğrudan sipariş edilmemelidir. Korozyon, erozyon veya işleme payını ekleyin, negatif ürün toleransını dikkate alın ve gerçekten mevcut bir et kalınlığı seçin.

Nominal kalınlık ayrıca rijitlik, taşıma, kaynak veya standardın minimum kuralları tarafından belirlenebilir.

5. Ön hesabın kapsamadıkları

Endüstriyel borulama yalnızca düz bir borudan değil, bir sistemden oluşur.

  • Dış basınç ve burkulma.
  • Ağırlık, ısıl genleşme, mesnet tepkileri ve esneklik.
  • Branşmanlar, dirsekler, redüksiyonlar, kaynaklar ve gerilme yoğunlaşması.
  • Flanşlar, cıvatalar, contalar ve kaçak.
  • Yorulma, su darbesi, titreşim ve arızi yükler.
  • Malzeme ve sıcaklığa bağlı izin verilen gerilmeler.

Sayısal uygulama

Gerilme örneği

p = 2 MPa, Dm = 500 mm ve t = 10 mm.

  1. σθ = pDm/(2t).
  2. σθ = 10 bar × 110,3/(2×4) = 13,7875 MPa.
  3. σz = 6,89375 MPa.
  4. σVM = 11,940 MPa.
  5. Kullanım oranı = %9,9503.

Sonuç: σθ = 50 MPa ve σz = 25 MPa.

İnce cidarlı silindirik kap için membran dengesi. Tam kaynağı aç ↗

Doğrulamak ve derinleşmek için

Doğrudan kaynaklar

Her bağlantı, genel ana sayfaya değil kullanılan ders, standart veya yayının tam sayfasına gider.

  1. Uluslararası Birimler Sistemi, 9. baskıMIT OpenCourseWareBirimler, semboller ve dönüşümler için resmi başvuru.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareUygulamalı mekanik ve mukavemet üzerine açık üniversite dersi.
  3. University PhysicsOpenStaxMekanik, akışkanlar, elektrik ve ısıl konular için açık kaynak bölümler.