Hitung tegangan lingkaran (melingkar) σ h = Pr/t dan tegangan memanjang σ l = Pr/2t dalam bejana tekan atau pipa berdinding tipis dari tekanan internal, jari-jari, dan tebal dinding, atau carilah ketebalan atau tekanannya.
Masukkan tekanan dalam, radius dalam, dan ketebalan dinding dari bejana atau pipa. Tegangan lingkaran adalah tegangan melingkar yang mencoba membelah dinding sepanjang dinding — tegangan ini selalu lebih besar dari kedua tegangan tersebut dan mengatur keruntuhan terlebih dahulu.
Tekanan pengukur cairan atau gas di dalam bejana, dalam megapascal.
Jari-jari bagian dalam bejana atau pipa berbentuk silinder, dalam milimeter.
Ketebalan dinding pembuluh darah, dalam milimeter. Harus lebih besar dari 0.
Contoh standar: tekanan internal 5 MPa, radius 500 mm, dinding 10 mm — bejana tekan baja ukuran sedang, memberikan σh = 250 MPa.
Tegangan longitudinal (aksial) berjalan sepanjang bejana atau pipa — tegangan yang harus ditahan oleh lapisan las melingkar (ketebalan). Ini menggunakan tekanan, radius, dan ketebalan dinding yang sama dimasukkan pada tab Hoop Stress dan selalu tepat setengah dari stres lingkaran.
Tekanan, hal—
Radius, hal—
Ketebalan dinding, t—
Untuk mengubah nilai-nilai ini, beralih kembali ke tab Hoop Stress. Karena tegangan hoop selalu lebih besar dari keduanya, tegangan longitudinal jarang menjadi mode kegagalan yang menentukan — namun hal ini penting ketika menentukan ukuran las melingkar atau penutup ujung.
Sudah tahu target hoop stressnya? Selesaikan untuk ketebalan dinding atau tekanan daripada menghitung stres secara langsung.
Tekanan pengukur di dalam bejana, dalam megapascal.
Jari-jari bagian dalam bejana atau pipa, dalam milimeter.
Ketebalan dinding pembuluh darah, dalam milimeter.
Tegangan membran yang diijinkan dipilih dari spesifikasi material atau kode desain yang berlaku. Jangan mengganti kekuatan luluh tanpa menerapkan aturan kode yang benar, batas suhu, efisiensi pengelasan, dan faktor keamanan.
Contoh default: menyelesaikan ketebalan dinding pada σh = 250 MPa, P = 5 MPa, r = 500 mm menghasilkan t = 10 mm.
Hasil
—
Masukkan tekanan internal, radius, dan ketebalan dinding untuk menghitung tegangan melingkar dan memanjang.
Lingkaran σh (MPa)—
Membujur σl (MPa)—
3 menit membaca3 langkah7 istilah3 contoh6 pertanyaansigma_h = P * r / t
Tegangan hoop adalah angka yang paling penting dalam desain bejana tekan — tegangan ini merupakan tegangan yang paling mungkin menyebabkan kegagalan silinder berdinding tipis.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
3 langkah▸
1
Masukkan detail kapal
Masukkan tekanan internal (MPa), radius dalam (mm), dan ketebalan dinding (mm) bejana tekan atau pipa pada tab Hoop Stress. Hasil diperbarui secara instan saat Anda mengetik.
2
Baca lingkaran dan tegangan memanjang
Kartu hasil menunjukkan tegangan lingkaran sebagai nomor judul dan tegangan memanjang sebagai detailnya. Tegangan lingkaran selalu dua kali lebih besar dan mengatur kegagalan terlebih dahulu dalam sebuah silinder.
3
Periksa catatan tipis, atau selesaikan hal yang tidak diketahui
Peringatan muncul jika dinding Anda lebih tebal dari sepersepuluh radiusnya. Beralih ke tab Solve untuk menghitung ketebalan atau tekanan yang diperlukan untuk mencapai tegangan target.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
2 rumus▸
Stres lingkaran (melingkar).
sigma_h = P * r / t
Tegangan lingkaran sama dengan tekanan dalam P dikali jari-jari dalam r, dibagi tebal dinding t. Ini adalah tegangan yang mencoba membelah bejana silinder hingga terbuka memanjang.
Tegangan memanjang (aksial).
sigma_l = P * r / (2 * t)
Tegangan longitudinal berjalan di sepanjang sumbu kapal dan sama persis dengan setengah tegangan hoop untuk tekanan, radius, dan ketebalan yang sama — tegangan ini mengatur pengelasan melingkar.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Tegangan keliling pada dinding bejana tekan silinder, sigma_h = Pr/t. Ini cenderung membelah kapal sepanjang panjangnya dan selalu dua kali tegangan longitudinal.
Berlari mengelilingi keliling silinder, tegak lurus terhadap sumbu panjangnya. Hoop stress juga disebut tegangan melingkar karena bekerja dalam arah ini.
Tegangan aksial sepanjang bejana tekan atau pipa, sigma_l = Pr/2t — tepat setengah tegangan hoop pada kondisi yang sama.
Wadah tertutup, seperti tangki, pipa, atau silinder, dirancang untuk menampung cairan atau gas pada tekanan yang berbeda dari tekanan di luarnya.
Dinding bejana yang ketebalannya t relatif kecil terhadap jari-jarinya r, khususnya t kurang dari r/10. Rumus tipis seperti sigma = Pr/t hanya dapat diterapkan dengan andal dalam kondisi ini.
Tekanan pengukur cairan atau gas di dalam bejana, diukur di atas tekanan atmosfer dan dimasukkan dalam megapascal (MPa) pada kalkulator ini.
Mode kegagalan di mana bejana tekan pecah karena tegangan hoop melebihi kekuatan tarik utama material — alasan mengapa tegangan hoop menjadi pemeriksaan desain utama.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🛢️
Insinyur proses
Bejana bertekanan baja
Tekanan dalam 5 MParadius 500 mmKetebalan dinding 10 mm
Pada tekanan internal 5 MPa dengan radius 500 mm dan dinding 10 mm, tegangan hoop mencapai 250 MPa dan tegangan longitudinal hingga 125 MPa — di dalam kisaran luluh baja karbon biasa.
🔧
Insinyur perpipaan mengukur las lingkar
Membandingkan lingkaran vs. tegangan memanjang
Tekanan dalam 8 MParadius 300 mmKetebalan dinding 6 mm
Pipa berdinding 300 mm dan 6 mm yang sama yang membawa 8 MPa memberikan tegangan hoop 400 MPa tetapi hanya 200 MPa secara longitudinal — tepat setengahnya — itulah sebabnya lasan lingkar sering kali menggunakan desain yang lebih ringan daripada jahitan panjang.
📐
Desainer memilih ketebalan pelat
Memecahkan ketebalan dinding minimum
Targetkan stres lingkaran 150 MPaTekanan dalam 4 MParadius 750 mm
Untuk menjaga tegangan hoop pada atau di bawah 150 MPa yang diizinkan dalam tangki 750 mm yang menampung 4 MPa, tab Solve mengembalikan ketebalan dinding minimum 20 mm, sebelum batas korosi atau margin keselamatan apa pun.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
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.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus stres lingkaran?+
Tegangan lingkaran (melingkar) pada silinder berdinding tipis adalah sigma_h = Pr/t, dengan P adalah tekanan dalam, r adalah jari-jari dalam, dan t adalah tebal dinding.
Bagaimana hubungan tegangan longitudinal dengan tegangan lingkaran?+
Tegangan longitudinal (aksial) adalah sigma_l = Pr/2t — tepat setengah dari tegangan hoop untuk tekanan, radius, dan ketebalan dinding yang sama, karena bejana menahan tekanan secara berbeda sepanjang panjangnya.
Apa yang dianggap sebagai 'dinding tipis' untuk formula ini?+
Sebuah bejana dianggap berdinding tipis jika tebal dindingnya t kurang dari sepersepuluh jari-jarinya r (t < r/10). Di luar rasio tersebut, teori dinding tebal diperlukan untuk mendapatkan hasil yang akurat.
Stres manakah yang mengatur kegagalan terlebih dahulu, hoop atau longitudinal?+
Tegangan melingkarlah yang menentukan, karena tegangan ini selalu dua kali lebih besar dari tegangan longitudinal pada kondisi yang sama. Kapal biasanya gagal karena terbelah memanjang sepanjang arah lingkaran terlebih dahulu.
Satuan apa yang digunakan kalkulator ini?+
Masukkan tekanan internal dalam megapascal (MPa) dan radius serta ketebalan dinding dalam milimeter (mm). Karena rumusnya adalah perbandingan panjang yang konsisten, maka keluaran tegangan keduanya langsung dalam MPa.
Bisakah saya menyelesaikan masalah ketebalan dinding dan bukan tegangan?+
Ya. Beralih ke tab Solve, pilih 'Ketebalan dinding' atau 'Tekanan', dan masukkan sisa nilai yang diketahui untuk menyelesaikan jumlah berapa pun yang belum Anda miliki.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.