CIRCULAR CYLINDRICAL TUBES OF FINITE LENGTH SUBJECTED TO A UNIFORM PRESSURE RING

• Main Author: CLOVIS SPERB DE BARCELLOS
• Other Authors: LUIS FERNANDO SALGADO CANDIOTA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1970
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=20062@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=20062@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Quando se analisa a distribuição de tensões e de formações em tubos cilíndricos circulares submetidos à pressão interna ou externa, resultados são facilmente encontrados; se o tubo for considerado de comprimento infinito e a pressão uniformemente distribuída ao longo de todo o seu comprimento. Neste caso, o estado de tensões pode ser considerado plano. Entretanto se o tubo for infinito e a pressão estiver aplicada em parte de seu comprimento, o estado de tensões deverá ser estudado com tridimensional. Advém daí uma maior complexibilidade do problema, acarretando soluções matemáticas bastante elaboradas. Uma solução para cilindros circulares de comprimento foi desenvolvida neste trabalho. Nos casos analisados, o carregamento constitui em um anel de pressão uniforme, interna ou externa, aplicado simetricamente em relação à secção transversal média do tubo. Procura-se assinalar a importância que assume a tensão axial para certas dimensões do tubo e posição do carregamento. Indicou-se também a discrepância existente entre os valores calculados, considerando o problema como plano e como tridimensional. Os resultados gráficos mostram as distribuições de tensão na secção transversal média referentes a cilindros curtos de parede espessa com razões entre dinâmico interno e comprimento de .. 0,25, 0,50, e 0,75 e com razões entre comprimento do anel de pressão e do tubo de 0,5 e 1,0, embora outras relações tenham sido estudadas. Devido à solução encontrada, as condições de fronteira incluem flanges nas extremidades do tubo, exercendo tensões cisalhantes sobre as secções transversais externas e tendo características de flexibilidade às deformações axiais e rigidez às deformações radias. Muitos problemas de computação surgiram na obtenção dos resultados numéricos, tais como as limitações nas sub-rotinas usadas no cálculo das funções de Beesel. A resolução do problema para o caso de tubos com extremidades livres pode ser alcançada através da utilização de métodos matemáticos mais sofisticados. === Stress and strain distributions on circular hollow cylindres, can easily be found for infinite length and uniform surface pressure. In such case, for a finite length, the stress-state must be considered triaxial. Thus, involving more elaborate mathematical solutions. A solution to the finite circular hollow cylinder problem is developed in this thesis. In all the cases that were analyzed external load consisted of a uniform pressure ring applied to the external or internal cylinder surfaces. This load was applied symmetrically with respect to the midle transverse section of the tube. The importance assumed by the axial component of stress under certain conditions of stress under certain conditions of tube geometry and external load positions is analyzed. Bisagreement between determined values of stress, whe considered as biaxial or triaxial independently, is also shown. Graphs of stress distribution on the middle transverse section of short thick walled cylinders are presented for internal diamenter and tube length ratios of 0.25, 0,50, and 0,75 and pressure ring and tube length rations of 0,5 and 1,0, although other of end flanges having caracteristics of infinite flexibility for axial deformations and infinite stiffness for radial deformations. Many computational problems arose when obtaining numerical results, such as limitations in the subroutines udes for evaluation of Bessel functions. Also, for the case of free end tubes more sophisticated mathematical methods must be applied. These troubles can be overcome throungh more advanced studies of the problem.