管道与实心圆筒的最大压缩力


0

如果我有一个外半径为R且内半径为r的管道。最大压缩力将由与气缸相同的公式Fmax =σS给出或不同?其中$ S =πR^ {2}-πr^ {2} $,σ是材料的抗压强度。换句话说,如果我的某个形状的每米长度与圆柱体的质量相同,那么最大压缩力是相同还是不同?例如,如果我有半径为10厘米的实心圆柱体,面积为314平方厘米,如果我的管子来自同一钢材,外径为20厘米,内径为17.32厘米,则每米长度的面积和质量将为圆柱体10厘米半径相同。什么可以处理更多的压力管或气缸或它将是相同的?如果它不同,也许有人可以给我有用的链接和公式?


4
重要的是柱子有多高。对于一个非常短的专栏,它几乎只受区域控制。对于大多数有用高度的柱子,将考虑屈曲,并且中空管道将比等面积的圆柱体做得更好。
Ethan48

谢谢你的评论。但我需要数字或公式吗?多少次空心管比圆筒好?这可能是众所周知的公式吗?或者你的意思是从风等稳定性的角度来看会更好,但纯压缩强度是一样的吗?
Zlelik

Answers:


2

在我看来,Ethan48的评论应该给你足够的信息来回答你的问题。特此说明一点。

在轴向压缩下,应力均匀分布*。因此,压力确实由$ \ sigma = F / S $给出

在轴向压缩下设计柱时,不仅要检查应力是否过高,还要检查柱是否不会弯曲。 欧拉屈曲的公式是$ F_ {buckling} = {(\ pi ^ 2 * E * I)} / {(K * L)^ 2} $ 看一下 维基百科页面 有关此公式的详细信息以及如何使用它。

柱子弯曲的力取决于 面积惯性矩$ I $ 。对于具有与圆形实心截面相同面积的圆形空心截面,$ I $更大。因此,在所有其他条件相同的情况下,实心柱将在较小的载荷下弯曲。

看一下 关于梁理论的维基百科页面 了解更多背景和细节。

*根据柱的加载方式,力需要一定距离才能均匀分布。因此,最大应力可能高于标准公式给出的值。永远不要忘记理论是对现实的简化。


谢谢你的回答。屈曲很有意思,但是现在我只对纯压缩应力很感兴趣,比如理想条件,比如室内立柱,没有风,没有地震等等。我仍然不明白,如果管道的最大压缩力是相同的,同一区域的圆柱体。特别是我很高兴非常高的塔。
Zlelik

你知道屈曲是一种可以在纯压缩应力下发生并且不需要风,地震等的效果吗?这种屈曲通常是高大细长柱的定义载荷情况?
jos

我不知道屈曲。谢谢。但无论如何,如果我考虑理想的情况,只有压缩强度,没有屈曲或其他东西。如果钢材的抗压强度为300MPa,那么对于任何形状,如气缸或管道都是一样的吗?
Zlelik

说完我所说的话,我就把它留给你了解。
jos

非常感谢许多有价值的评论。特别是关于屈曲。我阅读维基百科链接,现在更清楚了。对于实心圆柱体而言,纯压缩力看起来与同一区域的管道相同,但由于屈曲,管道将更好地工作。无论如何看起来我需要模拟它以在一些专业软件如SolidWorks中更好地理解,因为没有简单的答案。
Zlelik
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.