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.

Bendroji mechanika · ne norminis projektavimas

Uždaro galo plono cilindro membraninių įtempių skaičiavimo lapas

Įvertinkite tolydžius apskritiminius ir slėgio sukeliamus ašinius membraninius įtempius tiesioje cilindro sienoje, toli nuo netolygumų. Modelis reikalauja teigiamo vidaus slėgio viršaus išorinio slėgio ir uždaro galo stūmos jėgos perdavimo per analizuojamą sieną.

Δp = p_viduje − p_išorinisr_i/t ≥ 10 modelio vartaiNėra praleidimo/nepraleidimo sprendimo

Modelio išvestys

—

Apskritiminis membrinis σθ

—

Uždaro galo ašinis membrinis σz

—

Plokštumos membraninis ekvivalentas σeq

—

Vidinis spindulys rᵢ

—

Geometrinis santykis rᵢ/t

—

Santykinis sienos storis t/rᵢ

—

Tai nėra priėmimo rezultatas: tai yra idealizuoti membriniai komponentai, o ne leistinieji įtempiai, reikalingas sienos storis, didžiausias leistinas darbinis slėgis ar atitikties įrodymas. Nelyginkite jų tik su tekėjimo riba ir nepriskirkite indui saugaus statuso.

Tolydūs plono cilindro membriniai komponentai

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)

Čia Δp yra vidaus slėgis minus išorinis slėgis; D_i yra vidinis skersmuo; r_i yra vidinis spindulys; o t yra sienos storis. Slėgis ir įtempis turi tą patį matavimo vienetą. Naudojant MPa ir mm, įtempis yra MPa. JAV kelias naudoja tiksliai 1 in = 25,4 mm ir 1 psi = 0,006894757293168361 MPa; rodomas įtempis konvertuojamas atgal į psi.

Apskritiminė išraiška remiasi skersine jėgų pusiausvyra išilgai pjaustomo segmento. Ašinė išraiška remiasi slėgio jėgos uždaram galui pusiausvyra prieš membraninę jėgą cilindro sienoje. Todėl ji netaikoma, kai kitas konstrukcinis elementas perima galo stūmą arba kai turi būti įtraukta papildoma ašinė apkrova.

Radialinis įtempis praleistas: tikrasis sienos įtempis taip pat apima radialinį komponentą, kuris kinta per storį, bei galimus vietinius ir lenkimo įtempius. Viršuje pateikta ekvivalentinė vertė apjungia tik du nurodytus plokštumos membrinius komponentus; tai nėra pilnas įtempių analizė ar normų panaudojimas.

Geometriniai vartai

Minėtas Purduo mechanikos šaltinis naudoja spindulį, bent dešimt kartų didesnį už sienos storį, kaip prielaidą savo edukacinei plonos sienos analizei. Šis skaičiavimo lapas todėl skaičiuoja tik tada, kai r_i/t ≥ 10. Lygybė priimtina; mažesnis santykis atmestas.

Tai nėra saugumo riba: r_i/t ≥ 10 nereiškia plono korpuso tikslumo kiekvienam tikslui ir neatitinka jokių slėginių indų normų. Tai tik neleidžia naudoti už nurodytos mokyklinės modelio ribos. Reikalingas tikslumas, skersmens konvencija, įtempių klasifikacija arba taikytina norma gali reikalauti kito metodo.

Už šio skaičiuoklės ribų

Išorinis virš vidaus slėgis (neigiamas Δp), vakuumas ir klupimas/stabilumas.
Atviri galai, apriboti galai, jėga, perduodama per kitą komponentą, arba bet kokia papildoma ašinė, lenkimo, šiluminė, savosios masės, vėjo, seisminė, antgalių ar atramų apkrova.
Vidurinės dalys, kūgiai, sferos, jungtys, angos, antgaliai, flianzos, atramos, suvirinimo detalės, defektai ir kiti vietiniai netolygumai.
Plastiškumas, didelė deformacija, anizotropija, sluoksniuotos medžiagos, likutiniai įtempiai, medžiagos nuovargis, tekėjimas, lūžis, korozijos/erozijos atsarga arba ciklinis eksploatavimas.
Leistinieji įtempiai, jungties efektyvumas, tolerancijos, formavimo/gamybos poveikis, patikrinimas, bandymai, apsaugos nuo per slėgio prietaisai ir jurisdikciniai reikalavimai.

Purdue ME 323 Namų darbų rinkinys 10, Uždavinys 10.3

Paskelbtas sprendimas naudoja r = 3000 mm, t = 20 mm ir p = 2 MPa. Jame nurodoma r/t = 150, ašinis įtempis 150 MPa ir apskritiminis įtempis 300 MPa. Įveskite D_i = 6000 mm, kad atitiktų tą spindulį. Skaičiuoklė nepriklausomai atkuria tuos membranos komponentus ir pateikia 259.807621 MPa nurodytam plokštumos ekvivalentiniam deriniui.

Įvestis / išvestis	Vertė	Vaidmuo
Δp, D_i, t	2 MPa, 6000 mm, 20 mm	Paskelbtas pavyzdys, su skersmeniu įvestu kaip dvigubas paskelbtas spindulys
r_i/t	150	Paskelbtas sprendimas
σ_z,p	150 MPa	Paskelbtas sprendimas
σ_θ	300 MPa	Paskelbtas sprendimas
σ_eq,mem	259.807621 MPa	Nepriklausomas plokštumos įtempių derinys, ne paskelbtas Purdue atsakymas

Atviras mechanikos šaltinis

Purdue University ME 323 Paskaita 30: Plonų sienelių slėginiai indai nurodo r ≥ 10t, nereikšmingą per storį deformacijos kaitą, plokštumos įtempių, tiesinio elastingumo ir mažos deformacijos prielaidas ir išveda ašines bei apskritimines formas cilindriniam slėginiam indui. Purdue ME 323 Namų darbų rinkinys 10 (Ruduo 2025), Uždavinys 10.3 pateikia aukščiau naudotą paskelbtą skaitmeninį pavyzdį.

NIST SP 811 Priedas B.8 pateikia tarptautinius colio ir svarsto jėgos SI koeficientus, naudotus tiksliai psi maršrutui išvesti; slėgio koeficientas nepriklausomai patikrintas pagal Priedas B.9.

Slėginių indų normos nėra įgyvendintos

ASME BPVC VIII skyrius, 1 dalis (2025) apima projektavimą, gamybą, patikrinimą, bandymus ir sertifikavimą savo taikymo srityje; pilnos taisyklės nėra atkartojamos šioje trijų įvestų kintamųjų pusiausvyros skaičiuoklėje.

NBN EN 13445-3:2026, oficialus nacionalinis EN 13445-3:2026 perėmimas, yra galiojantis ir pakeičia NBN EN 13445-3:2021+A1:2026. Jame apima negaisrinių slėginių indų projektavimą EN 13445 serijos ribose. Jo licencijuotos išsamios taisyklės nėra teigiamos ar įgyvendintos čia. Taikytinos leidimų redakcijos, pataisos, jurisdikcija ir sutartiniai reikalavimai turi būti nustatyti realiam projektui. Šaltiniai/būsena pasiekti 2026 m. liepos 13 d.

Klasifikacija: rodomos lygtys yra bendros plonos sienelės mechanikos formulės pagal deklaruotas prielaidas. Jos nėra pažymėtos kaip ASME, EN ar ISO projektavimo formulė, ir rezultatas nėra norminis atitikties skaičiavimas.

Ne. Tai idealizuota mechanikos skaičiuoklė. Norminis projektavimas reikalauja taikytinų licencijuotų taisyklių ir daugelio čia nebūtinų įvestų kintamųjų bei patikrinimų.

Įveskite vidaus absoliutųjį slėgį atėmus išorinį absoliutųjį slėgį. Manometrinis rodinys gali būti lygus tam skirtumui tik tada, kai jo atskaita iš tikrųjų atitinka sienelę veikiantį išorinį slėgį.

Ašinė slėgio-membranos išraiška subalansuoja slėgio stūmą uždaru galu prieš membranos jėgą šioje sienelėje. Kitas stūmo kelias arba papildoma ašinė apkrova keičia ašinį komponentą.

Ne. Tai tik šios skaičiuoklės modelio taikymo riba iš cituojamo mechanikos šaltinio. Tai nėra leistinųjų įtempių, stabilumo ar normų atitikties patikrinimas.

Išorinis virš vidaus slėgis sukelia stabilumo ir klupimo problemas, kurios yra už šio vidaus slėgio membranos skaičiuoklės ribų. Nulinis Δp priimamas ir duoda nulines slėgio sukeliamas komponentes.