Wie berechnet man den äußeren Druckwiderstand in Kugeln und Zylindern?

0

Obwohl ich online viel Literatur darüber gesehen habe, wie der Innendruckwiderstand berechnet wird (dh der Druck in einem Gastank), habe ich nichts über das entgegengesetzte Szenario (dh den Druck auf ein Tiefsee-U-Boot) gefunden.

Wie würde man die Dicke des benötigten Materials und die bei hohen Drücken von außen auftretenden Spannungen berechnen? Bitte nehmen Sie ein sehr grundlegendes Niveau an Physikkenntnissen an (ich habe mit Sicherheit GCSE-Kenntnisse und kann wahrscheinlich einige der grundlegenderen Dinge ausarbeiten und nach ihnen suchen, aber ich bin mit Sicherheit kein Ingenieur).

structural-engineering stresses pressure-vessel

— LSR
quelle

1

Es würde wesentlich von der gewünschten Form und den zu erwartenden Drücken abhängen. Es kommt auch darauf an, was Sie mit "gebraucht" meinen. Ich bin mir nicht sicher, was einen Erfolg und einen Misserfolg in Bezug auf Ihr Schiff ausmacht, da ich nicht weiß, wozu es gut ist.

— JMac

Beginnen Sie also zuerst mit dem wissenden Druck in der Tiefe, in der Sie arbeiten. Dies sollte helfen: Druck = Dichte * Schwerkraft * Höhe (in diesem Fall Tiefe) + atmosphärischer Druck. Ein Beispiel ist hier: grc.nasa.gov/www/k-12/WindTunnel/Activities/fluid_pressure.html

— Solar Mike

Verwandte: engineering.stackexchange.com/questions/3668/...

— Mark

3

Die mathematisch ermittelte Formel für eine Kugel mit einer dünnen Wand unter äußerem Druck (die sehr ungenau ist - lesen Sie weiter!) Lautet einfach:

\frac{2 E t^{2}}{r^{2} \sqrt{3 (1 - ν^{2})}}

$\frac{2Et^2}{r^2\sqrt{3(1-\nu^2)}}$

$E$ $t$ $\nu$ $r$

Beim Testen wurde jedoch festgestellt, dass diese Formel völlig ungenau ist. Kugeln würden zusammenbrechen, bevor dieser Wert jemals erreicht wurde. Es stellt sich heraus, dass Unvollkommenheiten - flache Stellen oder Falten - sich während des Zusammenbruchs erheblich verschlimmern und zu einem vorzeitigen Versagen führen würden. Es gab keinen Reim oder Grund für die Methoden.

$\frac{2}{\sqrt{3(1-\nu^2)}}$

Mit ähnlichen Problemen begannen sich auch verschiedene Formen mit unterschiedlichen Formeln einzuschleichen - wenn sie perfekt gekrümmt wären, könnten sie die theoretischen Werte erreichen, aber sie würden innerhalb von etwa 1/3 des maximalen theoretischen Wertes nachgeben! Um die richtigen Werte für verschiedene Formen und Materialien zu ermitteln, müssen Sie sich mit ASME oder ASTM oder anderen technischen Organisationen besprechen, um herauszufinden, was sie entdeckt haben. Das Mil-Handbuch 17F enthält eine nützliche Formel, mit der die meisten Verbundwerkstoffe nahe beieinander liegen. Es sind jedoch 900 Berechnungen erforderlich, um die kleinste zu finden!

— Kennzeichen
quelle

1

Sie können die Formeln in der Erdölindustrie, wie API, für Zylinder = Röhren finden. Dies ist eine Routineberechnung, die bei allen Öl- / Gasbohrungen durchgeführt wird. Es wird unter "Einklappen" aufgelistet. Es ist in API-Bulletin 5C3, leider berechnen sie jetzt $ dafür.

— Schmied37
quelle