圧力容器の引張応力の算出

質問

エアータンクです　0.2Mpaが内圧で直径1000mm長1000mですこのタンクにかかる引張力はどのくらいになるのでしょうか？

回答No.1

kobe-kun · ベストアンサー

＞　0.2Mpaが内圧で直径1000mm長1000mですこのタンクにかかる引張力

「　圧力容器構造規格　」
http://www.jicosh.gr.jp/Japanese/oshlaw/constructioncodeforpressurevessels/hor1-10-4-1h2-0.htm

「０．２Ｍｐａ ＝ 約２気圧」程度でしたら、一応問題は無いとは思いますが、
圧力が高くなる場合は「危険物」となり、許可が要りますので注意ください。
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円筒の長手方向、すなわち円筒を「半円どうし引き裂こうとする力：Ｆ１」は、
Ｆ１　＝　円筒の長さ：Ｌ　×　円筒の直径：Ｄ　×　圧力：Ｐ
で求められます。

それを受けとめる、「長手方向の鋼材の総断面積：Ｓ１」は、
Ｓ１　＝　円筒の長さ：Ｌ　×　円筒の板圧：Ｔ　×　２枚
で求められます。

「半円どうし引き裂こうとする応力：σ１」は、
σ１　＝　半円どうし引き裂こうとする力：Ｆ１　÷　長手方向の鋼材の総断面積：Ｓ１
で求められます。

円筒の端に有る「隔壁円盤の面積：Ｓ０」は、
Ｓ０　＝　円筒の半径：Ｒ　×　円筒の半径：Ｒ　×　円周率：ＰＩ
で求められます。

円筒の軸方向、すなわち円筒の端に有る「隔壁円盤に加わる力：Ｆ２」は、
Ｆ２　＝　隔壁円盤の面積：Ｓ０　×　圧力：Ｐ
で求められます。

それを受けとめる円筒の軸方向、すなわち「円筒の円周総断面積：Ｓ２」は、
Ｓ２　＝　円筒の直径：Ｄ　×　円周率：ＰＩ　×　円筒の板圧：Ｔ
で求められます。

円盤に加わる力により、「円筒の軸方向に引き裂こうとする応力：σ２」は、
σ２　＝　円盤に加わる力：Ｆ２　÷　円筒の円周総断面積：Ｓ２
で求められます。

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上の考え方はあくまで基本であり、実際には、圧力容器の端に有る平たい円盤には、
曲げなどの応力が加わるため、円盤が平板構造とすれば、リブなどが必要になります。

ですので、もし「本格的な圧力容器」を製作されるのなら、設計便覧などを見られて、
基礎的な知識を身につけてから、設計を行うことを、お勧めしたいですね。