지름이 d(cm), 두께가 t(cm)인 얇은 두께의 밀폐된 원통안에 압… | [에너지관리기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

얇은 두께의 원통(박육원통)에 내압이 작용하면 응력은 원주방향과 축방향 두 갈래로 생긴다. 원주방향(후프) 응력은 원통을 축을 따라 세로로 갈랐다고 보고 그 단면의 힘 평형에서 구한다.
길이 L 구간에서 내압이 벌리는 힘은 P·d·L, 이를 버티는 벽의 단면적은 양쪽 두 곳이므로 2·t·L 이다. 따라서
$\sigma_t=\dfrac{P\,d\,L}{2\,t\,L}=\dfrac{P\,d}{2\,t}$
한편 원통을 가로로 자른 단면에서 구한 축방향 응력은 $\sigma_z=\dfrac{P\,d}{4\,t}$ 로 원주방향 응력의 절반이다. 그래서 내압을 받는 용기는 길이 방향으로 먼저 찢어지며, 보일러 동판이나 원통형 압력용기의 두께 계산도 더 큰 값인 Pd/2t를 기준으로 삼는다.