Что прочнее квадратная или круглая труба


Какие трубы прочнее - квадратные или круглые

Профильные трубы, применяемые в качестве конструкционных деталей и строительных элементов, производятся в виде полых стержней, обладающих квадратным или прямоугольным сечением. Профильная труба по своим качествам аналогична металлическому брусу, но благодаря меньшему весу и четырем ребрам жесткости находит боле широкое применение. При изгибе основная нагрузка воздействует на крайние участки изделия, а сердцевина бруса не подвергается значительным деформациям, поэтому прочность профильной трубы на изгиб не отличается от показателей сплошного изделия аналогичного сечения.

Профильные трубы, произведенные с квадратным сечением, оказывают одинаковое сопротивление изгибающему усилию, которое направлено перпендикулярно любой из граней. Прямоугольные трубы более прочны на изгиб вдоль широкой стороны.

Замкнутость поперечного сечения способствует увеличению устойчивости данного типа профиля к кручению, что обеспечивает возможность применения профильных труб при создании арочных сводов, крутоуклонных кровель и ребристых куполов.

Сравнение показателей прочности круглых и квадратных труб

Профильные трубы имеют ряд преимуществ перед круглыми при эксплуатации в качестве несущего элемента конструкций. Применение квадратных труб позволяет уменьшить площадь поверхности конструкции и снизить вес изделия, что обеспечивает их эффективное использование в составе соединительных и каркасных частей строений и дает возможность создавать более сложные инженерные конструкции с минимальными затратами материала.

Определение показателя прочности на изгиб выполняется с учетом поперечного момента инерции. За счет равномерности распределения металла по периметру профиля квадратные трубы характеризуются высокими показателями радиусов инерции по отношению к их площади поперечного сечения, что обеспечивает эффективность их использования для изготовления сжато-изогнутых и сжатых стержней.

При равных показателях площади сечения, диаметров и толщины стенок для изгиба квадратной трубы требуется приложить большее усилие. При условии равнопрочности материалов и равной удельной тяжести изделий на погонный метр показатели прочности на изгиб сечения квадратных и круглых труб имеют сравнимые значения, при этом радиус инерции круглого сечения превышает данный показатель для квадратного сечения.

Круглая труба прочнее квадратной?

Поездка на автосалон в Стоунли Кит побудила меня провести дополнительные исследования.

Я знал, что ответ будет непростым - я был прав. Как только я сделал один вывод, возник другой аргумент.

С квадратными трубами, прямоугольными секциями и двутавровыми балками можно услышать такие термины, как «сильное направление силы» или «жесткое изгибание». Когда направление силы контролируется или известно, для данного пролета квадратная труба значительно сильнее.Однако, когда направление силы неизвестно или неконтролируемая круглая труба - лучший выбор.

Если вы построили шасси из круглой трубы 1 ″, а другое из 1 ″ квадрата; обеспечение хорошей триангуляции; квадратный был бы намного сильнее, но и намного тяжелее.

Что бы произошло, если бы вы использовали круглую трубу большего сечения и того же веса, что и квадратная труба?

Вот тут и началось мое замешательство, и началась математика.Все потому, что некоторые профессиональные производители гоночных автомобилей придерживались противоположных взглядов.

К счастью, многие люди уже выполнили за меня большую часть математики, поместив результаты в красивые таблицы.

см. Здесь:

Квадратная труба

За исключением отсюда:

Размер Толщина Масса / метр Второй момент области Константы кручения
Инерция Модуль
B т М / м I Дж С
мм x мм мм кг / м см 4 см 4 см 3
20 2 1.05 0,692 1,21 1,06
20 2,5 1,25 0,766 1,39 1,19
25 2 1,36 1,48 2,53 1,8
25 2,5 1,64 1,69 2,97 2,07
25 3 1,89 1.84 3,33 2,27

Для моего шасси в стиле Haynes Roadster / Locost я использовал квадратные трубки ERW толщиной 25 × 25 - 2,5 мм. Этот выбор не был научным, больше основан на том факте, что у местного продавца стали есть некоторые по выгодной цене. Я купил 15 метров, а осталось примерно 2 метра. Поэтому у меня в шасси 21,32 кг (13 м x 1,64 кг) квадратной коробки.

Моя трубка весит 1,64 кг на метр и имеет «второй момент площади» 1,69 см.

секунд площади - это мера сопротивления изгибу и деформации. Большие значения второго момента вызывают меньшие значения напряжения и прогиба.

Константы крутильных колебаний являются мерой сопротивления скручиванию. Чем больше значение, тем меньше скручивание.

Чтобы получить такой же второй момент площади для круглой трубы аналогичного размера, мне потребуется трубка толщиной 26,9 Ø x 3,2 мм и весом 1,87 кг на метр (всего 24,31 кг). Для хорошо триангулированного шасси с низкой способностью к скручиванию квадратная труба выглядит лучшим выбором (читайте дальше).Для хорошо триангулированного шасси крутильное скручивание является менее критическим конструктивным фактором, но для нетриангулированного шасси дополнительная прочность на скручивание круглой трубы может дать преимущества в определенных приложениях.

Тем не менее, это всего лишь один (плохой) пример, потому что раунд выигрывает как для второго момента площади, так и для крутильного скручивания для одного веса. Круглая труба всегда будет иметь большую ширину, но она будет прочнее.

Например, я мог использовать трубки толщиной 33,7 Ø x 2 мм.Несмотря на то, что он на 9 мм шире, он покрывает дно моей квадратной коробки для второго момента площади и крутильного скручивания. Это шасси будет весить 20,28 кг (1,56 х 13 м). К тому же экономия более килограмма. Я потенциально мог бы заменить несколько трубок на тщательно сконструированные «срезные панели» и сэкономить еще больше. Жаль, что я не подсчитал эти суммы, пока не заварил шасси …….

Базовое шасси родстера / локоста Haynes можно улучшить с точки зрения триангуляции с небольшим добавлением веса или без него.Я выяснил, что, обладая знаниями, которые у меня есть, я мог бы построить его, используя квадратную трубу, которая легче и прочнее. Используя круглую трубу, я мог бы построить более прочную. Я никогда не участвовал в гонках, поэтому не уверен, насколько гибкость шасси является проблемой для этих автомобилей. Мой гуру FEA эмигрировал, и я не собираюсь учиться делать это сам, поэтому мне просто придется довольствоваться тем, что я знаю, что мой сильнее большинства.

Труба круглая

An кроме:

Внешний диаметр Толщина Масса / метр Второй момент площади Константы кручения
D т М I Дж С
мм мм кг / м см 4 см 4 см 3
21,3 2 0,952 0,571 1,14 1,07
21,3 2,5 1,16 0,664 1,33 1,25
21,3 3 1,35 0,741 1,48 1,39
26,9 2 1,23 1,22 2,44 1,81
26,9 2,5 1,5 1,44 2,88 2,14
26,9 3 1,77 1,63 3,27 2,42
26,9 3,2 1,87 1,7 3,41 2,54
33,7 2 1,56 2,51 5,02 2,98

Итак, почему следует выбирать круглые трубки вместо квадратных?

Ответ: круглая труба имеет более высокое сопротивление как изгибу, так и кручению, чем квадратная при заданном весе.

NB. Используйте трубки ERW, поскольку они намного прочнее CHS. Если позволяют финансы, используйте CDS, который еще сильнее.

В приведенных выше примерах можно увидеть, что вы можете построить шасси из круглой трубы, которая легче и прочнее, чем шасси квадратного сечения.

Если у вас круглое отверстие, пропустить через него круглую трубку максимального размера будет прочнее, чем у квадратного аналога. Однако, если у вас квадратное отверстие, используйте квадратную трубку.

Согласитесь, корпус с круглыми трубами выглядит круто!

Проблемы начинаются, когда вам приходится «выламывать» конец каждой трубы на шасси, чтобы подогнать их под размер.Забудьте о ленточной пиле, вам действительно понадобится специальное оборудование для резки труб (кольцевая пила) или напильник, а также много времени и терпения.

Для небольшого транспортного средства большой объем круглых труб является проблемой. По мере увеличения размера транспортного средства проблема упаковки уменьшается, в то время как вес и прочность растут в геометрической прогрессии. Другими словами, если у вас большой, тяжелый автомобиль или ваше шасси смоделировано в САПР с анализом методом конечных элементов (FEA); круглую трубку однозначно стоит рассмотреть.

Итак, почему следует выбирать квадратные трубки вместо круглых?

С этим, похоже, не согласны производители шасси.Аргумент заключается не в прочности круглой трубы для данного веса, проблемы, похоже, заключаются в изготовлении.

Один из аргументов - изготовление "панелей сдвига". В рамах коробчатого сечения зазоры между рельсами шасси четко обозначены квадратными плоскими поверхностями. Заполнение зазора между рельсами; типа для переборки; легко с коробчатым сечением. С круглой трубкой это становится намного сложнее и требует много времени. Панель сдвига - это плоская секция с небольшой отдачей по всем краям; обычно 5 мм или ровно столько, чтобы дать твердое место и достаточно для сварки.Панель, работающая на сдвиг, должна быть из того же материала, что и трубная рама, и должна быть приварена швом по всем краям без зазоров. Здесь нет заклепок! Когда все сделано правильно, это может выглядеть впечатляюще, как трубчатое шасси.

Шасси с панелями, работающими на сдвиг, может быть очень жестким. Эти панели добавляют совершенно новое измерение жесткости рамы на скручивание. Вы используете квадратную трубу значительно меньшего диаметра, но заполняете все открытые участки рамы стальными листами. В результате получается рама, которая весит столько же, как ее эквивалент круглой трубы, но не имеет слабых мест.Кроме того, есть много места для установки двигателей, выхлопных труб и т. Д.

Это в основном то, что делают гонщики NASCAR. При использовании этого метода расчет прочности рамы до конечного уровня становится даже более сложным, чем при использовании круглой трубы. И САПР, и программное обеспечение для анализа методом конечных элементов (FEA) имеют жизненно важное значение.

Второй ответ - время и навыки. Для сборки круглого трубчатого шасси обязательно потребуется специальный кондуктор и инструменты. Использование таких инструментов, как измеритель угла и даже рулетка, с круглыми трубками становится еще более сложным.С квадратными, зажимными битами для сварки и т. Д. Это на порядок проще и быстрее. Запиливание квадратного конца прямоугольного сечения не требует особой практики. Чтобы добиться идеального «рыбьего рта», требуются годы практики и изрядное количество суждений; в противном случае необходимы значительные вложения в специальный инструмент.

Третий аргумент, похоже, связан с массивным корпусом из круглых труб. Упаковка таких компонентов, как двигатели и коробки передач, направление выхлопных газов - все это становится намного более сложной задачей.Просто не так много места для всех ваших частей. Чтобы все было подогнано, трубы могут быть опущены, а их радиусы уменьшены и т. Д. Если проектировщик оказывается в такой ситуации, прочность на скручивание может фактически быть потеряна. По сути, требуется гораздо больше планирования и расчетов.

Последний аргумент - стоимость. Круглые трубы CDS в два раза дороже квадратных труб, а потери при производстве значительно выше. Значительная часть того, что вы покупаете, окажется на полу в виде опилок и обрезков.

Меня немного раздражает то, что я сначала построил шасси, а потом понял, почему я построил его именно так. Я построил его правильно, но толком не знал почему.

.

Полное руководство по размерам и спецификациям труб - Бесплатная карманная диаграмма

Перейти к содержанию
  • На главную
  • ТрубопроводыРазвернуть / Свернуть
    • ТрубопроводРазвернуть / Свернуть
      • Направляющая по трубам
      • Размеры и график труб
      • Цвета графика
      • Коды
      • Производство бесшовных и сварных труб
      • Осмотр труб
    • ФитингиРазвернуть / свернуть
      • Руководство по трубным фитингам
      • Производство трубных фитингов
      • Размеры и материалы трубных фитингов
      • Осмотр трубных фитингов - Визуальные и испытания
      • 90 и 45 градусов
      • Размеры трубных колен и возвратных труб
      • Размеры тройника
      • Размеры трубного редуктора
      • Размеры заглушки
      • Размеры трубной муфты
    • Фланцы
    • Расширение / сжатие
      • Направляющая для фланцев
      • Направляющая приварной шейки
      • Номинальные характеристики фланца
      • Размеры фланца приварной шейки
      • Размеры фланца RTJ
      • Размеры фланца для соединения внахлест
      • Размеры фланца с длинной приварной шейкой
      • Размеры фланца приварной втулки
      • Размеры фланца
      • Размеры глухого фланца
      • Размеры фланца
      • КлапаныРазвернуть / Свернуть
        • Направляющая клапана
        • Детали клапана и трим клапана
        • Запорный клапан
        • Проходной клапан
        • Шаровой клапан
        • Обратный клапан
        • Поворотный клапан
        • Стержень
        • Пробка
        • Пробка
        • Клапан сброса давления
      • Материал трубы Расширение / сжатие
        • Направляющая материала трубы
        • Углеродистая сталь
        • Легированная сталь
        • Нержавеющая сталь
        • Цветные металлы
        • Неметаллические
        • ASTM A53
            110 0003 ASTM
          • ОлецЭкспа nd / Collapse
            • Направляющая
            • Weldolet и размеры
            • Sockolet и размеры
            • Threadolet и размеры
            • Latrolet и размеры
            • Elbolet и размеры
          • Болты шпилькиРасширение / свертывание Болта
          • Процедура затягивания шпильки
            • Таблица фланцевых болтов
            • Размеры тяжелой шестигранной гайки
          • Прокладки и жалюзи для очков Развернуть / Свернуть
            • Направляющая прокладок
            • Спирально-навитая прокладка
            • Размеры спирально-навитой прокладки
            • Прокладка
            • и размер
            • Spectac4 Размеры слепых очков
        • P & IDExpand / Collapse
          • Как читать P&ID
          • Схема технологического процесса
          • Символы P&ID и PFD
          • Символы клапана
        • Свернуть
        • Работа и типы насосов
      • Сосуд под давлениемРазвернуть / свернуть
        • Скоро
    • Курсы
    • ВидеоРазвернуть / свернуть
      • Видеоуроки
      • हिंदी Видео
    • Блог
  • Блог
  • Политики
  • Запрос продукта
HardHat Engineer HardHat Engineer Search Искать:
  • Home
  • Трубопровод
    • Трубопровод
      • Руководство по трубам
      • Размеры и график труб
      • Диаграммы цветов
      • Диаграммы цветов 9000 Производство бесшовных и сварных труб
      • Осмотр труб
    • Фитинги
      • Руководство по трубопроводным фитингам
      • Производство трубных фитингов
      • Размеры и материалы трубных фитингов
      • Осмотр трубных фитингов - визуальный осмотр и испытания
      • Размеры отводов - 90 и 4 5 градусов
      • Размеры трубных колен и возвратных труб
      • Размеры тройника
      • Размеры трубного редуктора
      • Размеры заглушки
      • Размеры трубной муфты
    • Фланцы
      • Направляющая фланца
      • Фланец фланца
      • Фланец
      • Фланец
      • Размеры фланца приварной шейки
      • Размеры фланца RTJ
      • Размеры фланца для соединения внахлест
      • Размеры фланца с длинной приварной шейкой
      • Размеры фланца при сварке внахлест
      • Размеры фланца
      • Размеры глухого фланца
      • Размеры фланца
      • 21
      • Размеры фланца
      • 21 Клапаны
        • Направляющая
        • Детали клапана и трим клапана
        • Запорный клапан
        • Проходной клапан
        • Шаровой клапан
        • Обратный клапан
        • Поворотный клапан
        • Пробковый клапан
        • Игольчатый предохранительный клапан
        • 9000
      • Материал трубы
        • Направляющая материала трубы
        • Углеродистая сталь
        • Легированная сталь
        • Нержавеющая сталь
        • Цветные металлы
        • Неметаллические
        • ASTM A53
        • ASTM A105
        • Olets
          • Olets
          • Weldolet и размеры
          • Sockolet и размеры
          • Threadolet и размеры
          • Latrolet и размеры
          • Elbolet и размеры
        • Болты шпильки
          • Направляющая шпильки
          • Процедура затяжки болтов
          • Тяжелый фланец
          • Размеры
        • Прокладки и жалюзи для очков
          • Направляющая для прокладок
          • Спирально-навитая прокладка
          • Размеры спирально-навитой прокладки
      .

      Круглый прочнее квадрата? Круглый дом пережил ураган Чарли

      Круглый дом пережил ураган? Получилось, и мы думаем, что это довольно круто.

      В июле на сайте news-press.com появилась статья, в которой подчеркивается тот факт, что такая простая вещь, как изменение формы вашего дома, может значительно повысить его прочность.

      Когда в 2004 году ураган Чарли обрушился на Порт-Шарлотт, Флорида, Роджер Мэджилл укрылся в своем деревянном круглом доме, построенном Эшвиллом, штат Нью-Йорк.Компания Deltec Homes, базирующаяся на C., он собрал всего несколько месяцев назад. После шторма Мэджилл был удивлен, обнаружив, что это единственный дом в округе, который остался невредимым, сообщил Дик Хоган из The News-Press в Форт-Майерсе, Флорида.

      «На нашей улице мы были единственными, у кого все было в порядке», - цитирует Хоган слова Мэджилл. «У нас не было ни цента повреждений».

      В статье Мэджилл говорит, что дом через улицу от его дома потерял крышу, а соседние соседи пострадали на 51%.Кроме того, он сказал, что дом по улице практически разрушен.


      Deltec Homes в Эшвилле, Северная Каролина, отправила сборный дом в Мэджилл, по словам Хогана. В статье Джозеф Шленк, директор по продажам и маркетингу компании Deltec, утверждает, что круглый дом более аэродинамичен, чем традиционный дом прямоугольной формы, поэтому ветер не может создать достаточного давления на любую сторону здания, и мы с этим согласны.

      Дэвид Саут-младший, вице-президент Института монолитных куполов, объясняет почему в своей статье Technical Journal - Think Round.Он говорит, что куполообразная форма превосходит по прочности форму коробки из-за комбинации вертикальных и горизонтальных компонентов - двойной кривой. Согласно Сауту, двойная кривая равномерно распределяет давление по всей конструкции, предотвращая концентрацию напряжения в одном месте.

      Хоган сообщил, что дом Мэджилла стал очень прочным, потому что древесина, использованная в каркасе, в два раза прочнее древесины, доступной на большинстве лесных складов. Вы представляете, насколько прочным был бы дом такой формы, если бы он был сделан из бетона?

      В статье Хогана Мэджилл говорит: «Во время Чарли мы буквально слушали, как ветер свистит вокруг дома.Мы не слышали стона ветра ». Он также заявляет, что не будет строить ничего, кроме круглого дома во Флориде, исходя из своего опыта.

      Прочтите статью Дика Хогана «Круглые дома лучше всех противостоят ураганам», The News-Press в Форт-Майерсе, Флорида, чтобы получить дополнительные сведения об опыте Мэджилл.

      .

      Калькулятор округляющих чисел

      Использование калькулятора

      Калькулятор округления чисел до любого десятичного знака в большую или меньшую сторону. Выберите единицы, чтобы округлить число до ближайшего доллара. Выберите сотые, чтобы округлить сумму до ближайшего цента.

      Округление чисел

      Допустим, вы хотите округлить число 838,274. Окончательный результат будет зависеть от того, до какой позиции вы округляете.Округление 838.274:

      • Округление до ближайшей сотни 800
      • Округление до десяти: 840
      • Округление до ближайшего 838
      • Округление до десятых 838,3
      • Округление до сотых - 838,27

      Основные правила округления

      Когда вы «округляете до ближайшего _____», независимо от того, что идет в бланке, шаги почти всегда одинаковы:

      • Определите, до какой позиции вы округляете.Чем меньше значение разряда, тем точнее будет конечный результат.
      • Посмотрите на следующее наименьшее разрядное значение, цифру справа от разрядного значения, до которого выполняется округление. Например, если вы хотите округлить до ближайших десяти, вы должны смотреть на единицы.
      • Если цифра в следующем наименьшем значении разряда меньше пяти (0, 1, 2, 3 или 4), вы оставляете цифру, которую хотите округлить, как есть. Любые цифры после этого числа (включая следующее наименьшее разрядное значение, которое вы только что просмотрели) становятся нулями или пропадают, если они расположены после десятичной точки.Это называется округлением в меньшую сторону.
      • Если значение следующего наименьшего разряда больше или равно пяти (5, 6, 7, 8 или 9), вы увеличиваете значение округляемой цифры на единицу (+1). Как и раньше, любые оставшиеся цифры до десятичной точки становятся нулями, а все цифры после десятичной точки удаляются. Это называется округлением.

      Округлить до ближайшей сотни: 3250

      • Определите цифру сотен: 2 из 3250
      • Определите следующее наименьшее значение разряда: 5 из 3250
      • Эта цифра больше или равна пяти? Да, так что собрали.
      • Увеличьте цифру сотен на единицу, так что 2 станет 3. Каждая цифра после становится нулем.

      3250 с округлением до сотен 3300

      Округлить до ближайшего десятка: 323,5

      • Определите цифру десятков: 2 из 323,5
      • Определите следующее наименьшее значение разряда: 3 из 323,5
      • Эта цифра больше или равна пяти? Нет, так округлите.
      • Цифра десятков остается неизменной на 2. Каждая следующая цифра становится нулем. Цифры после десятичной точки отбрасываются.

      323,5 с округлением до десяти 320

      Округлить до ближайшего десятка: 499

      • Определите цифру десятков: первые 9 из 499
      • Определите следующее наименьшее значение разряда: вторая 9 из 499
      • Эта цифра больше или равна пяти? Да, так что собрали.
      • Разряд десятков увеличивается на единицу. Поскольку 9 + 1 = 10, вам нужно перенести 1 и прибавить ее к разряду сотен. Каждая цифра после становится нулем.

      499 с округлением до десяти составляет 500

      Округлить до ближайшего десятого: 0,74

      • Определить десятую цифру: 7 из 0,74
      • Определите следующее наименьшее разрядное значение: 4 из 0,74
      • Эта цифра больше или равна пяти? Нет, так округлите.
      • Десятая цифра остается неизменной, равной 7. Поскольку оставшиеся цифры стоят после десятичной точки, вы просто опускаете их.

      0,74 с округлением до десятых составляет 0,7

      Округлить до ближайшей сотой: 3,141

      • Определить сотую цифру: 4 в 3,141
      • Определите следующее наименьшее значение разряда: вторая 1 из 3,141
      • Эта цифра больше или равна пяти? Нет, так округлите.
      • Цифра сотых долей остается без изменений на 4. Опустите цифры справа от 4.

      3,141 с округлением до сотых - 3,14

      Связанные калькуляторы

      Чтобы узнать, как округлить число до ближайшего кратного, см. Калькулятор округления до ближайшего кратного. Округлить до целых или десятичных долей, таких как десятые, сотые, тысячные и т. Д.

      Дополнительная литература

      Об.com дальше Как округлить числа

      Математика Как вам круглый?

      Math.com имеет несколько уроков по оценке и округлению.

      .

      Смотрите также