Tegangan hoop adalah angka yang paling penting dalam desain bejana tekan — tegangan ini merupakan tegangan yang paling mungkin menyebabkan kegagalan silinder berdinding tipis. Kalkulator ini menghitung tegangan lingkaran dan memanjang dari tekanan, radius, dan ketebalan dinding, dan sebagai gantinya dapat menghitung ketebalan atau tekanan.

Cara kerja stres lingkaran

Ketika fluida atau gas terdorong ke luar terhadap bagian dalam bejana berbentuk silinder, dinding akan menahan dalam dua arah sekaligus: secara melingkar (tegangan lingkaran, sigma_h = Pr/t) dan sepanjang bejana (tegangan memanjang, sigma_l = Pr/2t). Karena tegangan hoop selalu tepat dua kali lipat tegangan longitudinal untuk tekanan, radius, dan ketebalan yang sama, ini adalah nilai yang pertama kali diperiksa oleh para insinyur ketika mengukur dinding atau memverifikasi margin keamanan. Kedua rumus tersebut mengasumsikan silinder berdinding tipis dengan tekanan yang diterapkan secara seragam dan tidak ada beban eksternal seperti tekukan atau kelelahan.

Masukan dan artinya

Tekanan internal (P) adalah tekanan pengukur isi, dalam megapascal. Jari-jari (r) adalah jari-jari bagian dalam silinder dalam milimeter — menggunakan jari-jari bagian luar akan menghasilkan perkiraan tegangan yang terlalu tinggi namun dapat diprediksi. Ketebalan dinding (t) harus lebih besar dari nol; kalkulator memblokir masukan t = 0 daripada membaginya dengan nol. Karena rumusnya adalah rasio sederhana, menggandakan tekanan atau jari-jari akan menggandakan tegangan, sedangkan menggandakan ketebalan akan membagi dua tegangan tersebut.

Batasan dan kasus tepi

Rumus ini hanya berlaku untuk dinding tipis, umumnya t kurang dari r/10; silinder yang lebih tebal memerlukan persamaan dinding tebal Lame, yang tidak dihitung oleh kalkulator ini, dan catatan peringatan muncul ketika rasio terlampaui. Kalkulator ini juga tidak memperhitungkan konsentrasi tegangan pada nosel, las, atau penutup ujung, batas korosi, efek suhu, atau kelelahan akibat siklus tekanan yang berulang — yang semuanya harus mencakup tinjauan desain mekanis secara menyeluruh sebelum menyelesaikan ketebalan dinding.