0
Как рассчитать предел текучести стальной трубы?
Существует множество информации — и даже споров — о том, какая из стальных труб — квадратная или круглая — имеет более высокий предел текучести. Большинство склоняется к тому, что квадратная труба имеет более высокий предел текучести, если её размеры соответствуют одному и тому же калибру (квадрат 1 x 1 дюйм против круглой трубы диаметром 1 дюйм).
А как насчёт квадрата и прямоугольника? Если предположить, что толщина у них одинаковая, то насколько прочнее будет деталь размером 1 дюйм x 1 1/2 дюйма по сравнению с деталью размером 1 дюйм x 1 дюйм? А как насчёт детали размером 1/2 дюйма x 1 1/2 дюйма по сравнению с деталью размером 1 дюйм x 1 дюйм? Нужно ли быть физиком, чтобы самостоятельно произвести этот расчёт, или есть способ сделать это, не обладая специальными знаниями?
oscilatingcretin
Автор вопросаКомментарии:
Ваш ответ
1 ответ
0
Немного физики. При условии, что материал, длина и нагрузка одинаковы, прочность на изгиб ограничивается вторым моментом инерции (I) площади поперечного сечения. Расчёт сложный, и даже с калькулятором он может показаться запутанным.
Если предположить, что нагрузка вертикальная, то можно оценить относительное изменение значения I, возведя в куб изменение масштаба. (Эта оценка точна только для цельных прямоугольных балок) Это означает, что если умножить вертикальный размер на 1,5, то прочность увеличится в 3,375 раза.
Если вы увеличиваете горизонтальную толщину, то просто умножаете на коэффициент. Таким образом, увеличение толщины в 1,5 раза приведёт к увеличению прочности в 1,5 раза
Я провёл некоторые вычисления на калькуляторе и, предположив, что толщина составляет 3 мм, получил значение, в 3 раза превышающее значение для 1,5 дюйма при нагрузке вдоль более длинной оси, что говорит о том, что оценка является разумной.
Для трубки диаметром 3 мм и длиной 2,5 см я получил значения 0,8 и 2,75 для 3,8 см.
При прочих равных условиях полый квадрат лучше полого круга, а полый прямоугольник лучше и того, и другого — если вы загружаете его в правильном направлении.
Похожие вопросы
Насколько прочны болты по сравнению со сваркой и на какие ха...
4 ответа
24.12.2025Как подготовить стальную дверь к покраске?...
2 ответа
24.12.2025Выбор и установка фартука из нержавеющей стали...
1 ответ
24.12.2025Каковы преимущества и недостатки стальной и алюминиевой мета...
8 ответов
24.12.2025Чем отличаются стальные и железобетонные столбы?...
2 ответа
24.12.2025
Chris Cudmore
Предел текучести конструкционной стали всегда составляет 250 МПа, независимо от формы.
DA01
Я не специалист по ракетостроению, но... я думаю, что предел прочности ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ трубы будет находиться в плоскостях, перпендикулярных земле. Таким образом, если длинная сторона прямоугольника перпендикулярна земле, он будет прочнее, чем квадрат с более короткими сторонами. (по сути, в этот момент он действует как балка, и чем толще балка, тем она жёстче). Я считаю, что для вертикальной опоры максимальная прочность достигается за счёт самого узкого элемента (который является самым слабым «звеном»).