23 feiten over radiale stress: de complete beginnershandleiding

In dit artikel zullen we verschillende feiten met betrekking tot radiale stress bespreken.

Interne druk en externe druk comprimeren het drukvat radiaal, resulterende compressiespanningen genaamd radiale spanning, de tekenconventie die algemeen wordt gebruikt, beschouwt drukspanningen als negatief. Radiale spanning wordt weergegeven door σr

Alle drie de hoofdspanningen (hoepel, axiaal en radiaal) die op een drukvat werken, staan ​​onderling loodrecht op elkaar. Van alle drie de spanningenr werkt in de richting van de straal van de cilinder of bol.

Wat is radiale stress?

Drukken werken in verschillende richtingen op een cilindrisch of bolvormig object die worden genoemd als axiale, radiale en tangentiële spanningen.

De radiale spanningen kunnen worden geformuleerd als een functie van interne druk en omgevingsdruk en de binnen- en buitenstralen van een drukvat. Op het binnenoppervlak van de cilinder, de σr is hetzelfde als de interne druk.

Aan de buitenkant is het hetzelfde als de externe druk (14 psi of 0.1 MPa). Door de dikte van de cilinder varieert deze bijna lineair tussen die waarden. Als we kijken naar een cilindrische pijp die vloeistof vervoert, verschillende soorten belastingen zoals gewichtsbelastingen (buisgewicht, vloeistofgewicht, enz.), Drukken (intern en extern ontwerp en werkdrukken), temperatuurverandering, incidentele belastingen (slakkracht, golfkracht) spanningen veroorzaken in een leidingsysteem.

Deze belastingen proberen de buis te vervormen en als gevolg van het traagheidseffect zal de buis enige interne weerstandskracht creëren in de vorm van spanningen.

Wat is radiale spanning in drukvat?

De radiale spanningen werken anders op een drukvat, afhankelijk van de wanddikte en de vorm van het vat.

Als het binnenoppervlak van een cilinder druk ondervindt, zullen de maximale spanningen zich in het binnenoppervlak ontwikkelen en als het buitenoppervlak drukkracht ondergaat, zullen maximale spanningen op het buitenoppervlak werken.

Drukvaten zijn grote containers die speciaal zijn ontworpen om vloeistoffen en gassen in te bewaren, de binnendruk is altijd anders dan de buitendruk, de binnendruk van een drukvat wordt meestal aan een hogere kant gehouden. Cellulaire organismen en slagaders van ons lichaam zijn het natuurlijke voorbeeld van drukvaten.

een gelast stalen drukvat; Afbeelding tegoed: Wikipedia

Vacuümbevattende drukvaten worden op een lagere inwendige druk gehouden dan de atmosfeer.

Over het algemeen kunnen we voor een drukvat aannemen dat het gebruikte materiaal isotroop is, de spanningen van de drukken klein zijn en de wanddikte van het vat veel kleiner is dan de buiten- en binnenradius van de houder. Spuitbussen, duikflessen en grote industriële containers, ketels enz. zijn voorbeelden van drukvaten.

Wat is radiale spanning in pijpleidingen?

Radiale spanning in pijpleidingen is te wijten aan de interne druk in de pijp die wordt gecreëerd door de vloeistof of het gas.

Radiale spanning werkt in pijpleidingen in de vorm van een normale spanning en werkt evenwijdig aan de buisradius. De waarde blijft binnen het bereik van interne ontwerpdruk en atmosferische druk die respectievelijk op het binnen- en buitenoppervlak werken. De σr die loodrecht op het oppervlak wordt ontwikkeld, wordt gegeven door σr=-blz.

In vergelijking met andere normale spanningen die in pijpleidingen werken, is de waarde van de σr is aanzienlijk lager, om deze reden worden de longitudinale spanning en omtreksspanning alleen in aanmerking genomen voor het ontwerpen van pijpen. r wordt over het algemeen genegeerd.

Hoe de radiale spanning in de leiding te berekenen?

Radiale spanning is een normale spanning die aanwezig is in de buiswand en werkt in een richting evenwijdig aan de buisradius.

σr werkt in pijpleidingen in de vorm van een normale spanning en werkt evenwijdig aan de buisradius. De waarde blijft binnen het bereik van interne ontwerpdruk en atmosferische druk die respectievelijk op het binnen- en buitenoppervlak werken.

Laten we eens kijken naar der in een onder druk staande buis wordt de doorsnede van de buiswand gekenmerkt door zijn binnenradius en buitenradius.

σr= -Pint

σr= -Pamb

Minteken is te wijten aan de samendrukkende aard van de spanningen.

Op een willekeurige plaats in de buiswand veroorzaken krachten compressie die wordt tegengewerkt door het materiaal van de buiswand.

radiale spanning

Waarde van de drukspanning door de hele buiswanddikte, de uitdrukking voor spanningsverdeling binnen de buiswand wordt gegeven door de stelling van Lame.

De uitdrukking voor

De uitdrukking bevat veel vaste waarden zoals ro, ri, Pi, Po alleen radius(r) is alleen variabel.

Met andere woorden 

Radiale spanning wordt verlaagd van binnendrukwaarde naar buitendrukwaarde.

Maximaalr is gewoon de interne drukwaarde van de pijp

σ Rmax=pint

Radiale stressformule

De normale spanning die naar of weg van de centrale as van de cilinder werkt, staat bekend als radiale spanning.

Een reeks vergelijkingen, bekend als Lames-vergelijkingen, wordt gebruikt om de spanningen te berekenen die op een drukvat werken. In het geval van een pijpr varieert tussen interne druk en omgevingsdruk.

σr=AB/r2

σθ=A+B/r2

Waar, A en B zijn de integratieconstante en kunnen worden opgelost door randvoorwaarden toe te passen.

En "r" is de straal die een binnenstraal of een buitenstraal kan zijn.

Radiale spanningsformule voor dikke cilinder

Een drukvat wordt als dik beschouwd wanneer D/t< 20 waarbij 'D' de diameter van het vat is en 't' de wanddikte.

In het geval van een dikke cilinder zijn de optredende spanningen voornamelijk Hoop's Stress of omtreksspanning en radiale spanning. Als gevolg van de interne druk die in het vat werkt, ontwikkelen zich enkele spanningen in de binnenwand van het vat langs de straal van het vat, die bekend staat als de radiale spanningen.

De vergelijking van Lame wordt gebruikt om de spanningen te kwantificeren die op een dikke cilinder werken. der voor dikke cilinder op een punt r vanaf de as van de cilinder wordt hieronder gegeven:

Deze afbeelding heeft een leeg alt-attribuut; de bestandsnaam is gif.latex

Waar ri=binnenradius van de cilinder

ro = buitenste straal van de cilinder

pi= innerlijke absolute druk

po=buitenste absolute druk

Aan het binnenoppervlak van de cilinderwand de σr is maximaal en is gelijk aan pi - po dwz overdruk.

Radiale spanningsformule voor conische cilinder

Het effect van radiale spanning in het geval van een dunne cilinder is niet nul, maar het is niet de moeite waard om het effect ervan te overwegen voor ontwerp en analyse.

Bij een dunne cilinder zijn de ringspanning en axiale spanningen veel groter dan σr, daarom wordt voor een dunne cilinder de radiale spanning over het algemeen genegeerd. Bij een dikke cilinder σr gegenereerd is gelijk aan overdruk op het binnenoppervlak van de cilinder en nul op het buitenoppervlak.

Radiale spanningsformule voor bol

De spanningen die normaal op de wanden van de bol werken, zijn radiale spanningen.

der inwerkend op de buitenwand van een bol is nul omdat de buitenwand een vrij oppervlak is.

σr formule voor een bol is σr=-pi/2,voor middendikte t/2

σr=-p, voor binnenradius

σr=0, voor buitenradius

Is radiale spanning trekvast?

Radiale spanningen zijn altijd samendrukkend van aard.

De radiale spanning in een drukvat wordt gegenereerd door de werking van interne druk die wordt uitgeoefend door de binnenvloeistof en de omgevingsdruk op het buitenoppervlak. Op een willekeurige plaats binnen de wand van het drukvat veroorzaken krachten compressie die wordt tegengewerkt door het materiaal van de wand.

pi en pe comprimeer de schaal radiaal, waardoor σ . ontstaatr, volgens de conventie van continuümmechanica, zijn deze spanningen negatief.

der bij de binnenste en buitenste straal zijn respectievelijk

σri=-pi

σre=-pe

De spanningen zijn gelijkmatig verdeeld over de dikte van de constructie, het rekenkundig gemiddelde van de spanningen geeft de radiale spanning σr,

σr=(σrire) / 2

σr=-(blzi+pe)/2 Vergelijking(1)

waar pi=0, pe= 0,

Vgl (1) geeft

σr=-pi/2

σr=-pe/2

Is radiale stress negatief?

Radiale spanningen werken in de radiale richting van een drukvat en net als de tangentiële of ringspanning is dit ook:

verantwoordelijk voor diametrale vervorming van een vat.

In het algemeen is radiale spanning samendrukkend van aard en werkt tussen het binnen- en buitenoppervlak van een cilindrisch vat en volgens de conventie van continuümmechanica zijn radiale spanningen negatief.

Is radiale spanning een hoofdspanning?

Ja, radiale spanning is een hoofdspanning.

Radiale spanning is de spanning naar of weg van de hoofdas van een drukvat. Bij een dikke cilinder is de spanningsverdeling over de dikte van de cilinder. De maximaler wordt verkregen bij de binnenstraal van de cilinder.

Is radiale spanning schuifspanning?

Schuifspanning τ is de component van spanning die coplanair is met de doorsnede van een materiaal.

Door de schuifuitzetting van een structuur worden radiale spanningen ontwikkeld die inwerken op de normaalrichting van het grensvlak. Als resultaat wordt de schuifspanningssterkte van het grensvlak aanzienlijk verbeterd, wat op zijn beurt het uiteindelijke draagvermogen van de verankeringsstructuur aanzienlijk verbetert.

Schuifspanning geclassificeerd als directe schuifspanning en torsieschuifspanning. Vanaf de jaren 1960 wordt verankeringsconstructie in de vorm van tijdelijke en permanente wapening veelvuldig toegepast in zowel civiele als mijnbouwkunde

Is radiale stress normale stress?

Een radiale spanning is een normale spanning die coplanair is ten opzichte van de symmetrie-as, maar loodrecht op de symmetrie-as werkt.

Normale spanningen werken altijd in een richting loodrecht op het oppervlak van de kristalstructuur van een materiaal, ze bestaan ​​​​zowel in druk- als treksterkte. Radiale spanningen zijn een soort normale spanning en druk van aard.

Conclusie:

Om het artikel af te ronden kunnen we stellen dat Stresses handelend in de radiale richting van een drukvat σr zijn van groot belang, net als de twee andere hoofdspanningen (Hoop en Axiaal), vooral bij het ontwerpen van een dikwandig cilindrisch of bolvormig drukvat.

Scroll naar boven