23 feite oor radiale spanning: die volledige beginnersgids


In hierdie artikel sal ons verskillende feite bespreek wat verband hou met Radiale Stres.

Interne druk en eksterne druk druk die drukvat radiaal saam, wat gevolglike kompressiespannings genoem word radiale spanning, die tekenkonvensie wat algemeen gebruik word, beskou drukspannings as negatief. Radiale spanning word deur σ voorgestelr

Al die drie hoofspannings (hoop, aksiaal en radiaal) werk op 'n drukvat in, is onderling loodreg op mekaar. Onder al die drie spannings σr werk in die rigting van radius van die silinder of sfeer.

Wat is radiale spanning?

Drukke werk in verskillende rigtings op 'n silindriese of sferiese voorwerp wat as Aksiale, Radiale en Tangentiale spannings genoem word.

Die radiale spanninge kan geformuleer word as 'n funksie van interne druk en omringende druk en die binne- en buite radiusse van 'n drukvat. Aan die binnekant van die silinder, die σr is dieselfde as die interne druk.

Aan die buitekant is dit dieselfde as die eksterne druk (14 psi of 0.1 MPa). Deur die dikte van die silinder wissel dit byna lineêr tussen daardie waardes. As ons 'n silindriese pyp oorweeg wat vloeistof dra, verskillende tipes vragte soos gewigslaste (pypgewig, vloeistofgewig, ens.), drukke (interne en eksterne ontwerp en bedryfsdruk), temperatuurverandering, af en toe ladings (slukkrag, oplewingskrag) spanning in 'n pypstelsel skep.

Hierdie vragte probeer die pyp vervorm en as gevolg van traagheidseffek sal die pyp 'n interne weerstandskrag in die vorm van spanning skep.

Wat is radiale spanning in drukvat?

Die radiale spanninge werk verskillend op 'n drukvat na gelang van sy wanddikte en die vorm van die vat.

As die binne-oppervlak van 'n silinder druk ervaar, sal die maksimum spanning in die binne-oppervlak ontwikkel en as die buite-oppervlak drukkrag ondergaan, sal maksimum spanning op die buite-oppervlak inwerk.

Drukvate is groot houers wat spesiaal ontwerp is om vloeistowwe en gasse te hou, die binnedruk is altyd anders as die buitedruk, die binnedruk van 'n drukvat word gewoonlik aan 'n hoër kant gehandhaaf. Sellulêre organismes en are van ons liggaam is die natuurlike voorbeeld van drukvate.

'n Gelaste staaldrukvat; Beeldkrediet: Wikipedia

Vakuumbevattende drukvate word teen 'n laer innerlike druk as die atmosfeer gehandhaaf.

Oor die algemeen vir 'n drukvat kan ons aanvaar dat die materiaal wat gebruik word isotropies is, die spanninge van die drukke is klein en die wanddikte van die houer is baie kleiner as die buitenste en binneste radius van die houer. Aerosol blikke, scuba waarsêer tenks en groot industriële houers, ketels ens is die voorbeelde van druk vate.

Wat is radiale spanning in pyplyne?

Radiale spanning in pyplyne is as gevolg van die interne druk binne-in die pyp wat deur die vloeistof of gas geskep word.

Radiale spanning werk in pyplyne in die vorm van 'n normale spanning en werk parallel met die pypradius. Die waarde bly binne die omvang van interne ontwerpdruk en atmosferiese druk werk onderskeidelik op binne- en buiteoppervlak. Die σr wat loodreg op die oppervlak ontwikkel word, word gegee deur σr=-p.

In vergelyking met ander normale spannings wat in pyplyne inwerk, is die waarde van die σr is aansienlik minder, om hierdie rede word die longitudinale spanning en omtrekspanning slegs vir pypontwerpdoeleindes oorweeg. σr word oor die algemeen geïgnoreer.

Hoe om radiale spanning in pyp te bereken?

Radiale spanning is 'n normale spanning teenwoordig in pypwand, werk in 'n rigting parallel met pyp radius.

σr werk in pyplyne in die vorm van 'n normale spanning en werk parallel met die pypradius. Die waarde bly binne die omvang van interne ontwerpdruk en atmosferiese druk werk onderskeidelik op binne- en buiteoppervlak.

Kom ons kyk na die σr in 'n pyp onder druk word die deursnee van die pypwand gekenmerk deur sy binneradius en buiteradius.

σr=-Pint

σr=-PAMB

Minusteken is te wyte aan die kompressiewe aard van die spannings.

Op 'n arbitrêre plek binne die pypwand veroorsaak kragte kompressie wat deur die materiaal van die pypwand teëgewerk word.

radiale spanning

Waarde van die drukspanning deur die pypwanddikte, die uitdrukking vir spanningsverspreiding binne die pypwand word deur Lame se stelling gegee.

Die uitdrukking vir

Die uitdrukking bevat baie vaste waardes soos ro, ri, pi, po slegs radius(r) is slegs veranderlik.

Met ander woorde 

Radiale Spanning word van binnedrukwaarde tot buitedrukwaarde verlaag.

Maksimum σr is bloot die interne drukwaarde van die pyp

σ rmax=pint

Radiale Stres Formule

Die normale spanning wat na of weg van die sentrale as van die silinder inwerk, staan ​​bekend as Radiale Spanning.

'n Stel vergelykings bekend as Lames-vergelykings word gebruik om die spannings wat op 'n drukvat inwerk, te bereken. In die geval van 'n pyp σr wissel tussen interne druk en omgewingsdruk.

σr=AB/r2

σθ=A+B/r2

Waar,A en B die konstante van integrasie is en opgelos kan word deur grensvoorwaardes toe te pas.

En "r" is die radius wat binne-radius kan wees of buitenste radius kan wees.

Radiale spanningsformule vir dik silinder

'n Drukvat word as dik beskou wanneer D/t< 20 waar 'D' die deursnee van die houer is en 't' die wanddikte is.

In die geval van 'n dik silinder is die spannings wat inwerk hoofsaaklik Hoop's Stress of omtrekspanning en Radiale Spanning. As gevolg van die interne druk wat binne-in die vaartuig inwerk, word sommige spannings in die binnewand van die vaartuig ontwikkel langs die radius van die vaartuig wat bekend staan ​​as die Radiale Spannings.

Lame se vergelyking word gebruik om die spanning wat op 'n dik silinder inwerk, te kwantifiseer. Die σr vir dik silinder by 'n punt r vanaf die as van die silinder word hieronder gegee

Hierdie prent het 'n leë alt-kenmerk; sy lêernaam is gif.latex

Waar ri=binne radius van die silinder

ro = buitenste radius van die silinder

pi=innerlike absolute druk

po=buitenste absolute druk

Aan die binnekant van die silinderwand die σr is maksimum en is gelyk aan pi - Po maw meetdruk.

Radiale spanningsformule vir koniese silinder

Die effek van radiale spanning in die geval van 'n dun silinder is nie nul nie, maar dit is nie die moeite werd om die effek daarvan vir ontwerp en analise te oorweeg nie.

In die geval van 'n dun silinder is die hoepelspanning en aksiale spanning baie groter as σr, dus vir 'n dun silinder word die Radiale Spanning oor die algemeen geïgnoreer. In die geval van 'n dik silinder σr gegenereer is gelykstaande aan meterdruk op die binneoppervlak van die silinder en nul op die buitenste oppervlak.

Radiale Spanningsformule vir Sfeer

Die spannings werk normaal op die wande van die sfeer is radiale spanninge.

Die σr wat op die buitenste wand van 'n sfeer inwerk, is nul aangesien die buitemuur 'n vrye oppervlak is.

σr formule vir 'n sfeer is σr=-pi/2,vir middeldikte t/2

σr=-p, vir binneradius

σr=0, vir buitenste radius

Is radiale spanning trek?

Radiale spanninge is altyd saampersend van aard.

Die radiale spanning in 'n drukvat word gegenereer as gevolg van die werking van interne druk wat deur die binnevloeistof uitgeoefen word en die omringende druk op die buitenste oppervlak. Op 'n arbitrêre plek binne die wand van die drukvat veroorsaak kragte kompressie wat deur die materiaal van die wand teëgewerk word.

pi en pe druk die dop radiaal saam en genereer σr, volgens die konvensie van kontinuummeganika, is hierdie spanning negatief.

Die σr by die binneste en buitenste radius is onderskeidelik

σri=-pi

σre=-pe

Die spannings is eenvormig versprei deur die dikte van die struktuur, die rekenkundige gemiddelde van spannings sal die radiale spanning σ geer,

σr=(σrire) / 2

σr=-(bli+pe)/2 Vgl(1)

Waar bli=0, ble= 0,

Vgl(1) gee

σr=-pi/2

σr=-pe/2

Is radiale spanning negatief?

Radiale Spannings werk in die radiale rigting van 'n drukvat en net soos die tangensiële of hoepelspanning is dit ook

verantwoordelik vir diametrale vervorming van 'n vaartuig.

Oor die algemeen is radiale spanning kompressief van aard en werk tussen die binne- en buiteoppervlak van 'n silindriese vaartuig en volgens die konvensie van kontinuummeganika is radiale spannings negatief.

Is radiale spanning 'n hoofstres?

Ja, radiale spanning is 'n hoofstres.

Radiale spanning is die spanning na of weg van die hoofas van 'n drukvat. In die geval van 'n dik silinder is die spanningsverspreiding oor die dikte van die silinder. Die maksimum σr word verkry by die binneradius van die silinder.

Is radiale spanning skuifspanning?

Skuifspanning τ is die komponent van spanning wat gelykvormig is met die dwarssnit van 'n materiaal.

As gevolg van die skuifuitsetting van 'n struktuur word radiale spannings ontwikkel wat op die normale rigting van die koppelvlak inwerk. As gevolg hiervan word die skuifspanningsterkte van die koppelvlak aansienlik verbeter, wat op sy beurt die uiteindelike dravermoë van die ankerstruktuur aansienlik verbeter.

Skuifspanning geklassifiseer as Direkte skuifspanning en torsieskuifspanning. Vanaf die 1960's is ankerstruktuur in die vorm van tydelike en permanente versterking gereeld in Siviele sowel as Mynbouingenieurswese gebruik.

Is radiale spanning normale spanning?

'n Radiale spanning is 'n normale spanning koplanêr tot simmetrie-as maar wat loodreg op die simmetrie-as optree.

Normale Spannings werk altyd in 'n rigting wat normaal is op die oppervlak van die kristalstruktuur van 'n materiaal, hulle bestaan ​​beide in druk- en trekaard. Radiale spanninge is 'n tipe normale spanning en kompressief van aard.

Gevolgtrekking:

Om die artikel af te sluit, kan ons sê dat beklemtoon wat in die radiale rigting van 'n drukvat inwerk σr het groot belang net soos die twee ander hoofspannings (Hoop en Aksiaal) veral in die ontwerp van 'n dikwandige silindriese of sferiese drukvat.

Sangeeta Das

Ek is Sangeeta Das. Ek het my Meestersgraad in Meganiese Ingenieurswese voltooi met spesialisering in IC-enjin en motors. Ek het ongeveer tien jaar ondervinding wat die industrie en akademie insluit. My belangstellingsgebied sluit IC-enjins, aërodinamika en vloeistofmeganika in. Jy kan my bereik by https://www.linkedin.com/in/sangeeta-das-57233a203/

Onlangse plasings