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力学概念|分析管道的破坏形式

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力学概念|分析管道的破坏形式

为什么这根软管和天然气管道在内部压力作用下,沿其长度方向发生破坏?

图a中的圆柱形容器壁,其厚度为    ,内半径    ,并承受内部气体压力    。为了求轴向或环向应力,我们可以通过切平面a、b和c得到的隔离体图以及其所含气压如图b所示。这里只表示了    方向,即作用在容器壁上的压力。    表示均匀的环向应力。对于    方向的平衡方程,

 
 

由此得

 

轴向应力可通过考虑左侧部分确定。如图c所示的隔离体,    表示均匀的轴向应力,均匀分布在容器截面上,又因为容器的平均半径近似等于容器的内部半径,并且p均匀作用于所包含的气体区域。对于    方向的平衡方程,

 
 

由此得

 

相比之下,环向应力是轴向应力的两倍,因此首先沿其长度方向发生破坏。

在制造时由轧制成形板制成的圆柱形压力容器轴向焊缝设计为环向焊缝的两倍。

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用力学概念解超静定问题

来源:数值分析与有限元编程
管道
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首次发布时间:2024-04-03
最近编辑:8月前
太白金星
本科 慢慢来
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