Opća mehanika · ne projektovanje prema normama
Radni list za membranski napon tankog cilindra sa zatvorenim krajevima
Procijenite uniformni opinski i aksijalni membranski napon izazvan pritiskom u pravom cilindričnom zidu, daleko od diskontinuiteta. Model zahtijeva pozitivan unutrašnji pritisak u odnosu na vanjski i put aksijalne sile zatvorenog kraja kroz analizirani zid.
Izlazni podaci modela
Jednolike membranske komponente tankog cilindra
σθ = Δp ri/t = Δp Di/(2t)
σz,p = Δp ri/(2t) = Δp Di/(4t)
σeq,mem = √(σθ² − σθσz,p + σz,p²)
Ovdje je Δp unutrašnji pritisak minus vanjski pritisak; Di je unutrašnji prečnik; ri je unutrašnji poluprečnik; a t je debljina zida. Pritisak i napon dijele istu mjernu jedinicu. Kada se koriste MPa i mm, napon je u MPa. Američka ruta koristi tačno 1 in = 25,4 mm i 1 psi = 0,006894757293168361 MPa; prikazani napon se konvertuje nazad u psi.
Izraz za obimski napon slijedi iz ravnoteže poprečnih sila uzdužno prerezanog segmenta. Izraz za aksijalni napon slijedi iz ravnoteže sile pritiska na zatvoreni kraj nasuprot membranskoj sili u cilindričnom zidu. Stoga se ne primjenjuje kada potisak kraja preuzima druga struktura ili kada se mora uključiti dodatno aksijalno opterećenje.
Geometrijska ograda
Navodeni izvor mehanike sa Purduea koristi poluprečnik najmanje deset puta veći od debljine zida kao pretpostavku za svoju edukativnu analizu tankog zida. Ovaj proračunski list stoga računa samo kada je ri/t ≥ 10. Jednakost se prihvata; manji omjer se odbija.
Izvan ovog proračunskog obrasca
- Pritisak spoljašnji nad unutrašnjim (negativan Δp), vakuum i izvijanje/stabilnost.
- Otvoreni krajevi, zadržani krajevi, sila prenesena kroz drugi element, ili bilo koje dodatno aksijalno, savijajuće, toplotno, opterećenje vlastitom težinom, vjetrovno, seizmičko, opterećenje priključka ili oslonca.
- Dna, konusi, sfere, spojevi, otvori, priključci, flanše, oslonci, detalji zavarivanja, defekti i druge lokalne diskontinuitete.
- Plastičnost, velika deformacija, anizotropija, laminati, zaostala naprezanja, zamor materijala, puzanje, lom, dodatak za koroziju/eroziju ili ciklični rad.
- Dozvoljeni napon, efikasnost spoja, tolerancije, efekti oblikovanja/proizvodnje, pregled, ispitivanje, zaštita od prekomjernog pritiska i zahtjevi nadležnih tijela.
Purdue ME 323 Zbirka zadataka 10, Zadatak 10.3
Objavljeno rješenje koristi r = 3000 mm, t = 20 mm i p = 2 MPa. Navodi r/t = 150, aksijalni napon 150 MPa i obimni napon 300 MPa. Unesite Di = 6000 mm za predstavljanje tog poluprečnika. Radni list nezavisno reprodukuje te membrane komponente i daje 259.807621 MPa za navedenu ekvivalentnu kombinaciju u ravni.
| Ulaz / izlaz | Vrijednost | Uloga |
|---|---|---|
| Δp, Di, t | 2 MPa, 6000 mm, 20 mm | Objavljeni primjer, sa prečnikom unesenim kao dvostruka vrijednost objavljenog poluprečnika |
| ri/t | 150 | Objavljeno rješenje |
| σz,p | 150 MPa | Objavljeno rješenje |
| σθ | 300 MPa | Objavljeno rješenje |
| σeq,mem | 259.807621 MPa | Nezavisna kombinacija ravninskog stanja naprezanja, nije objavljeno Purdueovo rješenje |
Otvoreni izvor iz mehanike
Predavanje 30 Sveučilišta Purdue ME 323: Posude pod pritiskom s tankim zidovima navodi pretpostavke r ≥ 10t, zanemarivu promjenu deformacije kroz debljinu, ravninsko stanje naprezanja, linearno-elastično ponašanje i male deformacije, te izvodi aksijalne i obodne oblike za cilindričnu posudu pod pritiskom. Purdue ME 323 Zbirka zadataka 10 (jesen 2025), Zadatak 10.3 dostavlja objavljeni numerički primjer korišten iznad.
NIST SP 811 Dodatak B.8 navodi međunarodne faktore za inč i funtu-silu u SI sustavu korištene za izvođenje točne psi rute; faktor pritiska je neovisno provjeren u odnosu na Dodatak B.9.
Kodovi za posude pod pritiskom nisu implementirani
ASME BPVC odjeljak VIII, podjela 1 (2025) obuhvata projektovanje, izradu, inspekciju, ispitivanje i sertifikaciju u okviru svog opsega; kompletna pravila nisu reprodukovana ovim radnim listom ravnoteže sa tri ulaza.
NBN EN 13445-3:2026, zvanično nacionalno usvajanje EN 13445-3:2026, je aktivno i zamjenjuje NBN EN 13445-3:2021+A1:2026. Obuhvata projektovanje posuda pod pritiskom bez izravnog plamena u okviru serije EN 13445. Njegova licencirana detaljna pravila se ovdje ne navode niti implementiraju. Primjenjiva izdanja, izmjene, jurisdikcija i ugovorni zahtjevi moraju se utvrditi za stvarni projekat. Izvori/status pristupljeno 13. jula 2026.
Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženjer analize vibracija te osnivač i izvršni direktor kompanije Vibromera. Više od 15 godina balansira rotacionu opremu na terenu, a ne na ispitnom stolu: malčere, industrijske ventilatore, drobilice, centrifuge, vratila i vretena. Upravo je iz tog rada nastala serija instrumenata Balanset — osmišljeni su kao alat koji stručnjak može ponijeti do mašine i njime raditi sam, na licu mjesta, a ne kao laboratorijska oprema. Vibromera je osnovana 2017. godine, a od 2023. sjedište joj je u Portu u Portugalu. Ovdje se odvijaju razvoj, sklapanje i podrška za liniju Balanset. Vodeći instrument je Balanset-1A, prijenosni analizator za balansiranje u jednoj i dvije ravni te za vibracijsku dijagnostiku. Nikolai lično učestvuje u podršci korisnicima, u rješavanju složenih slučajeva balansiranja i u razvoju softvera. Radi s korisnicima širom svijeta, na bilo kojem jeziku.