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.

Yleinen mekaniikka · ei normisuunnittelua

Suljetun pään ohutseinäisen sylinterin kalvopaineen laskentataulukko

Arvioi tasainen kehä- ja paineesta johtuva aksiaalinen kalvopaine suorassa sylinteriseinässä, kaukana epäjatkuvuuksista. Malli edellyttää positiivista sisä- ja ulkopaineen erotusta sekä suljetun pään painevoiman siirtymän laskennan kohteena olevan seinämän kautta.

Δp = p_{sisäpuolella} − p_ulkopainer_i/t ≥ 10 mallin kynnysEi hyväksyntä-/hylkäyspäätöstä

Yksikköjärjestelmä

Positiivinen paine-ero Δp (MPa)

Sisähalkaisija D_i (mm)

Seinämän paksuus t (mm)

Kontrolloitu lähde / laskennan perusta

Vahvistan, että kyseessä on suora pyöreä vakion paksuinen sylinteri, kaukana päistä, päätteistä, putkiliitoksista, telineistä, hitsausyksityisohjeista ja muista epäjatkuvuuksista; Δp on tasainen ja ei-negatiivinen; päät ovat suljettuja ja niiden painevoima kantautuu tähän sylinteriseinään; ei muita aksiaalisia kuormia vaikuta; kalvo-, pienimuotoisen muodonmuutoksen ja lineaarisen elastisen idealisoinnin oletukset ovat päteviä; ja erilliset normi-, materiaali-, paikallispaine-, vakaus-, väsymis-, luistamis-, korroosio-, valmistus-, tarkastus- ja testausvaatimukset käsitellään erikseen.

Mallin tulokset

—

Kehäkalvopaine σθ

—

Suljetun pään aksiaalinen kalvopaine σz

—

Tasokaltaisen kalvon ekvivalentti σeq

—

Sisäsäde rᵢ

—

Geometrinen suhde rᵢ/t

—

Suhteellinen seinämän paksuus t/rᵢ

—

Ei hyväksyntätulos: nämä ovat idealisoituja kalvopaineen komponentteja, ei sallittuja jännityksiä, vaadittua seinämän paksuutta, suurinta sallittua käyttöpainetta tai noudattamisen todistusta. Älä vertaa niitä pelkkään myötörajaan ja julista astiaa turvalliseksi.

Tasaiset ohutseinäisen sylinterin kalvopaineen komponentit

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)

Tässä Δp on sisäpaine miinus ulkopaine; D_i on sisähalkaisija; r_i on sisäsäde; ja t on seinämän paksuus. Paine ja jännitys käyttävät samaa yksikköä. Kun käytetään MPa ja mm, jännitys on MPa. Yhdysvaltain reitti käyttää tarkalleen 1 in = 25,4 mm ja 1 psi = 0,006894757293168361 MPa; näytetty jännitys muunnetaan takaisin psi-yksiköiksi.

Kehälauseke perustuu pitkittäisesti leikatun osan poikittaiseen voimatasapainoon. Aksiaalinen lauseke perustuu suljettuun päähän kohdistuvan painevoiman ja sylinteriseinämän kalvovoiman tasapainoon. Se ei siksi päde, kun toinen rakenne kantaa pään painevoiman tai kun lisäaksiaalinen kuorma on sisällytettävä.

Säteittäinen jännitys jätetty huomioimatta: todellinen seinämän jännitys sisältää myös säteittäisen komponentin, joka muuttuu paksuuden suunnassa, sekä mahdolliset paikalliset ja taivutusjännitykset. Yllä oleva ekvivalentti arvo yhdistää vain kaksi mainittua tasokaltaista kalvopaineen komponenttia; se ei ole täydellinen jännitysanalyysi tai normin hyödyntäminen.

Geometrinen kynnys

Mainittu Purdue-mekaniikan lähde käyttää säteen olevan vähintään kymmenen kertaa seinämän paksuus oletuksena opetusohutseinäanalyysissään. Tämä laskentataulukko laskee siksi vain, kun r_i/t ≥ 10. Yhtäsuuruus hyväksytään; pienempi suhde hylätään.

Ei turvallisuusraja: r_i/t ≥ 10 ei todista ohutkuorimallin tarkkuutta kaikissa tarkoituksissa eikä täytä yhtään paineastandardia. Se estää vain käytön mainitun opetusmallin ulkopuolella. Vaadittu tarkkuus, halkaisijasopimus, jännitysluokittelu tai sovellettava standardi voivat edellyttää toista menetelmää.

Tämän laskurin ulkopuolella

Ulko- yli sisäpaine (negatiivinen Δp), tyhjiö ja nurjahdus/stabiilisuus.
Avoimet päät, tukematut päät, voiman siirtyminen toisen osan kautta tai mikä tahansa lisä- aksiaalinen, taivutus-, lämpö-, oma paino-, tuuli-, maanjäristys-, suuttimen tai tuen kuormitus.
Pohjat, kartiot, pallot, liitokset, aukot, suuttimet, laipat, tuet, hitsausyksityiskohdat, vauriot ja muut paikalliset epäjatkuvuudet.
Plastisuus, suuret muodonmuutokset, anisotropia, kerrosmateriaalit, jäännösjännitys, väsymys, luistaminen, murtuminen, korroosion/eroosion varaus tai syklinen käyttö.
Sallittu jännitys, liitosten tehokkuus, toleranssit, muovaus/valmistusvaikutukset, tarkastus, testaus, paineenrajoitus ja alueelliset vaatimukset.

Purdue ME 323 Kotitehtäväpaketti 10, Tehtävä 10.3

Julkaistu ratkaisu käyttää r = 3000 mm, t = 20 mm ja p = 2 MPa. Se ilmoittaa r/t = 150, aksiaalijännityksen 150 MPa ja kehäjännityksen 300 MPa. Syötä D_i = 6000 mm edustamaan sitä säädettä. Laskuri toistaa itsenäisesti nuo kalvokomponentit ja antaa 259,807621 MPa mainitulle tasojännityksen ekvivalenttisynteesille.

Syöte / tuotos	Arvo	Rooli
Δp, D_i, t	2 MPa, 6000 mm, 20 mm	Julkaistu esimerkki, halkaisija syötettynä julkaistun säteen kaksinkertaisena
r_i/t	150	Julkaistu ratkaisu
σ_z,p	150 MPa	Julkaistu ratkaisu
σ_θ	300 MPa	Julkaistu ratkaisu
σ_eq,mem	259,807621 MPa	Itsenäinen tasojännityssynteesi, ei julkaistu Purdue-vastaus

Avoin mekaniikan lähde

Purdue University ME 323 Luento 30: Ohutseinäiset paineastiat määrittelee oletukset r ≥ 10t, merkityksetön paksuussuuntainen venymän vaihtelu, tasojännitys, lineaarinen elastisuus ja pienet muodonmuutokset, ja johtaa aksiaali- ja kehämuodot sylinterimäiselle paineastialle. Purdue ME 323 Kotitehtäväpaketti 10 (Syksy 2025), Tehtävä 10.3 toimittaa yllä käytetyn julkaistun numeerisen esimerkin.

NIST SP 811 Appendix B.8 antaa kansainväliset tuuma- ja paunna-SI-kerroin, joilla johdetaan tarkka psi-reitti; painekerroin on itsenäisesti ristitarkistettu vastaan Liite B.9.

Paineastiohjeita ei ole toteutettu

ASME BPVC Section VIII, Division 1 (2025) kattaa suunnittelun, valmistuksen, tarkastuksen, testauksen ja sertifiointin sen soveltamisalan sisällä; täydellisiä sääntöjä ei ole toistettu tässä kolmensyötteisen tasapainolaskurissa.

NBN EN 13445-3:2026, virallinen kansallinen EN 13445-3:2026 -omaksuminen, on voimassa ja korvaa NBN EN 13445-3:2021+A1:2026. Se kattaa lämmittämättömien paineastioiden suunnittelun EN 13445 -sarjassa. Sen lisensoituja yksityiskohtaisia sääntöjä ei väitetä tai toteuteta tässä. Sovellettavat painokset, muutokset, toimivalta ja sopimusvaatimukset on määritettävä todelliselle hankkeelle. Lähteet/tila tarkistettu 13. heinäkuuta 2026.

Luokitus: näytetyt yhtälöt ovat yleisiä ohutkuorimekaniikan kaavoja ilmoitetuilla oletuksilla. Niitä ei ole merkitty ASME-, EN- tai ISO-suunnittelukaavaksi, ja tulos ei ole normatiivinen vaatimustenmukaisuuslaskelma.

Ei. Se on idealisoitu mekaniikan laskuri. Standardisuunnittelu vaatii sovellettavat lisensoitujen sääntöjen ja monet täällä puuttuvat syötteet ja tarkistukset.

Syötä sisäinen absoluuttinen paine miinus ulkoinen absoluuttinen paine. Mittarilukema voi vastata sitä erotusta vain, kun sen viite edustaa todella seinämään vaikuttavaa ulkoista painetta.

Aksiaalinen paine-kalvonyhtälö tasapainottaa suljetun pään painetyöntöä tämän seinämän kalvovoimaa vastaan. Eri työntöpolku tai lisä-akiaalikuormitus muuttaa aksiaalikomponenttia.

Ei. Se on vain tämän laskurin mallin soveltamisalan raja mainitusta mekaniikan lähteestä. Se ei ole sallitun jännityksen, stabiilisuuden tai standardienmukaisuuden tarkistus.

Ulko- yli sisäpaine tuo esiin stabiilisuus- ja nurjahduskysymyksiä tämän sisäpaineen kalvolaskurin ulkopuolella. Nolla Δp hyväksytään ja tuottaa nollan paineesta johtuvat komponentit.