Is this an ASME or EN 13445 pressure-vessel design calculation?

No. It is a general mechanics worksheet for idealized membrane stress. It does not implement the complete construction, material, fabrication, examination, testing or design rules of a pressure-vessel code.

Which pressure belongs in the equations?

Use the positive internal-minus-external pressure difference across the wall. Do not enter absolute internal pressure unless external absolute pressure is zero.

Why is the axial result limited to closed ends?

The axial expression assumes pressure end thrust is carried by the cylindrical wall being analyzed. Another load path or additional axial load changes that result.

Does radius divided by thickness of ten prove that a vessel is safe?

No. It is only the applicability gate used by the cited mechanics source for its thin-wall idealization, not a code acceptance or safety criterion.

Is the displayed equivalent stress a complete wall stress?

No. It is the von Mises combination of the two uniform in-plane membrane components. Radial stress, local stresses, discontinuities and other loads are outside the worksheet.

Generel mekanik · ikke normbaseret dimensionering

Arbejdsark for membran-spænding i lukket tyndvægget cylinder

Estimer ensartet omkredsspænding og trykinduceret aksial membran-spænding i den lige cylindriske væg, langt fra diskontinuiteter. Modellen kræver positivt indre-over-ydre tryk og en lukket-end thrust-sti gennem den analyserede væg.

Δp = p_inde − p_uder_i/t ≥ 10 model gateIngen bestået/ikke-bestået dom

Modeloutputs

—

Omkreds membran σθ

—

Lukket-end aksial membran σz

—

In-plane membran ækvivalent σeq

—

Indre radius rᵢ

—

Geometri forhold rᵢ/t

—

Relativ vægtykkelse t/rᵢ

—

Ikke et acceptresultat: disse er idealiserede membran-komponenter, ikke tilladte spændinger, krævet vægtykkelse, maksimal tilladt arbejdstryk eller bevis for overholdelse. Sammenlign dem ikke alene med flydegrænsen og erklær en beholder sikker.

Ensartede tyndcylinder membran-komponenter

r_i = D_i/2
σ_θ = Δp r_i/t = Δp D_i/(2t)
σ_z,p = Δp r_i/(2t) = Δp D_i/(4t)
σ_eq,mem = √(σ_θ² − σ_θσ_z,p + σ_z,p²)

Her er Δp indre tryk minus ydre tryk; D_i er indre diameter; r_i er indre radius; og t er vægtykkelse. Tryk og spænding deler en enhed. Når MPa og mm bruges, er spændingen MPa. Den amerikanske rute bruger præcis 1 in = 25,4 mm og 1 psi = 0,006894757293168361 MPa; vist spænding konverteres tilbage til psi.

Omkredss-udtrykket følger transversal kraftligevægt for et longitudinelt skåret segment. Det aksiale udtryk følger ligevægt af trykkraft på en lukket ende mod membran-kraften i den cylindriske væg. Det gælder derfor ikke, når en anden struktur bærer endethrust, eller når en yderligere aksial last skal inkluderes.

Radial spænding udeladt: faktisk vægspænding inkluderer også en radial komponent, der ændrer sig gennem tykkelsen, plus mulige lokale og bøjespændinger. Den ækvivalente værdi ovenfor kombinerer kun de to nævnte in-plane membran-komponenter; det er ikke en komplet spændingsanalyse eller normudnyttelse.

Geometri gate

Den citerede Purdue mekanik-kilde bruger radius mindst ti gange vægtykkelse som en antagelse for sin undervisningsmæssige tyndvæggsanalyse. Dette arbejdsark beregner derfor kun, når r_i/t ≥ 10. Lighed accepteres; et mindre forhold afvises.

Ikke en sikkerhedsgrænse: r_i/t ≥ 10 beviser ikke tyndskalsnøjagtighed for alle formål og opfylder ikke nogen trykbeholderkode. Det forhindrer kun brug uden for det angivne undervisningsmodel. En påkrævet nøjagtighed, diameterkonvention, spændingsklassificering eller gældende kode kan kræve en anden metode.

Uden for dette regneark

Eksternt-over-internt tryk (negativt Δp), vakuum og udknækning/stabilitet.
Åbne ender, indspændte ender, kraft overført gennem en anden komponent, eller enhver tilføjet aksial, bøje, termisk, egenvægt, vind, seismisk, dyse- eller støttebelastning.
Endestykker, koner, sfærer, samlinger, åbninger, dysker, flanger, støtter, svejsedetaljer, defekter og andre lokale diskontinuiteter.
Plasticitet, stor deformation, anisotropi, laminater, restspænding, træthed, kryb, brud, korrosion/erosionstillæg eller cyklisk drift.
Tilladt spænding, samlingseffektivitet, tolerancer, formings-/fremstillingspåvirkninger, inspektion, prøvning, sikkerhedsventilbeskyttelse og jurisdiktionelle krav.

Purdue ME 323 Homework Set 10, Problem 10.3

Den publiserede løsning bruger r = 3000 mm, t = 20 mm og p = 2 MPa. Den angiver r/t = 150, aksial spænding 150 MPa og omkredsspænding 300 MPa. Indtast D_i = 6000 mm for at repræsentere denne radius. Regnearket reproducerer uafhængigt disse membranbestanddele og giver 259,807621 MPa for den angivne in-plane ækvivalente kombination.

Input / output	Værdi	Rolle
Δp, D_i, t	2 MPa, 6000 mm, 20 mm	Publiseret eksempel, med diameter indtastet som det dobbelte af den publiserede radius
r_i/t	150	Publiseret løsning
σ_z,p	150 MPa	Publiseret løsning
σ_θ	300 MPa	Publiseret løsning
σ_eq,mem	259,807621 MPa	Uafhængig plan-spændingskombination, ikke et rapporteret Purdue-svar

Åben mekanik-kilde

Purdue University ME 323 Lecture 30: Thin-walled pressure vessels angiver antagelserne r ≥ 10t, ubetydelig spændingsvariation gennem tykkelsen, plan-spænding, lineær-elasticitet og lille deformation og udleder de aksiale og omkredsformer for en cylindrisk trykbeholder. Purdue ME 323 Homework Set 10 (Fall 2025), Problem 10.3 leverer det publiserede numeriske eksempel brugt ovenfor.

NIST SP 811 Appendix B.8 giver de internationale tomme og pund-kraft SI-faktorer brugt til at udlede den præcise psi-rute; trykfaktoren er uafhængigt kryds-tjekket mod Appendix B.9.

Trykbeholderkoder er ikke implementeret

ASME BPVC Section VIII, Division 1 (2025) dækker design, fremstilling, inspektion, prøvning og certificering inden for sit omfang; de fulde regler er ikke gengivet af dette tre-input ligevægtsregneark.

NBN EN 13445-3:2026, en officiel national adoption af EN 13445-3:2026, er aktiv og erstatter NBN EN 13445-3:2021+A1:2026. Den dækker design af ikke-fyrede trykbeholdere inden for EN 13445-serien. Dens licenserede detaljerede regler er ikke påstået eller implementeret her. Gældende udgaver, ændringer, jurisdiktion og kontraktuelle krav skal fastlægges for det reelle projekt. Kilder/status adgang 13. juli 2026.

Klassifikation: de viste ligninger er generelle tyndvægsmekanikformler under de erklærede antagelser. De er ikke mærket som en ASME, EN eller ISO designformel, og resultatet er ikke en normativ overensstemmelsesberegning.

Nej. Det er et idealiseret mekanikregneark. Kodedesign kræver de gældende licenserede regler og mange input og tjek, der mangler her.

Indtast absolut internt tryk minus absolut eksternt tryk. Et manometerlæsning kan kun være lig med denne forskel, når dens reference faktisk repræsenterer det eksterne tryk, der virker på væggen.

Det aksiale tryk-membranudtryk balancerer trykthrust på en lukket ende mod membran kraft i denne væg. En anden thrust-sti eller ekstra aksial belastning ændrer den aksiale komponent.

Nej. Det er kun dette regnearks model-ankendelsesport fra den citerede mekanik-kilde. Det er ikke en tilladt-spænding, stabilitet eller kode-overensstemmelsestjek.

Eksternt-over-internt tryk introducerer stabilitets- og udknækningsproblemer uden for dette internt-tryk membranregneark. Nul Δp accepteres og giver nul tryk-inducerede komponenter.