压缩空气铝管耐压强度计算表

一、耐压强度计算原理

压缩空气铝管的耐压强度计算需综合考虑材料力学性能、几何参数及安全系数。根据薄壁中空圆柱体理论，主要采用以下两种公式体系13：

薄壁管公式

P = rac{2 imes S imes t}{D - 0.8t}

P=

D−0.8t

2×S×t

​

式中：

PP：最大耐压（MPa）

SS：材料允许应力（屈服强度或抗拉强度）

tt：壁厚（mm）

DD：外径（mm）

通用压力公式

P = rac{sigma_b imes t}{d_i} imes eta

P=

d

i

​

σ

b

​

×t

​

×η

式中：

sigma_bσ

b

​

：材料抗拉强度（MPa）

d_id

i

​

：管道内径（mm）

etaη：安全系数（通常取1.5-2.5）

二、关键参数选择标准

1. 材料特性

材料类型 允许应力 SS (MPa) 抗拉强度 sigma_bσ

b

​

(MPa) 适用场景

6061铝合金 110-130 240-310 常规压缩空气系统

5A05铝合金 80-100 200-250 低压、轻量化场景

阳极氧化铝管 提高20%-30% 同基材 高耐腐蚀环境

1. 几何参数规范

壁厚与外径比：建议 t/D geq 0.05t/D≥0.05 以确保结构稳定性

弯曲修正：当管道弯曲时，需增加壁厚 Delta t = D/(2R)Δt=D/(2R)，RR为弯曲半径

三、计算步骤与案例

1. 计算流程

确定工况参数：工作压力、介质温度、安全系数

选择材料参数：查询对应牌号的 SS 或 sigma_bσ

b

​

几何测量：精确测量外径 DD、壁厚 tt

公式选择：

薄壁管公式适用于 t/D < 0.1t/D<0.

通用公式适用于厚壁或特殊工况

结果验证：对比计算结果与设计标准，确保余量≥15%

1. 典型案例

场景：5A05铝方管（25×25mm，壁厚1.2mm）

计算过程：

P = rac{2 imes 110 imes 1.2}{25 - 0.8 imes 1.2} = 10.2 , ext{MPa}

P=

25−0.8×1.

2×110×1.

​

=10.2MPa

安全校核：取安全系数2.0，实际承压为5.1MPa

四、工程应用场景

低压系统（0.6-1.0MPa）：采用薄壁铝合金管（t=1.0-2.0mm），适用于车间气动工具

中高压系统（1.0-3.0MPa）：需选用厚壁管（t≥3mm）并进行焊缝强度校核

特殊环境：如高温（>80℃）或腐蚀性环境，建议采用阳极氧化处理管材，并提高安全系数至2.

五、行业代表企业简介

沐钊流体

专注铝合金压缩空气管道研发，其产品采用主动式面密封技术，内壁阳极氧化处理，耐压达16bar，适用于食品、医药等高洁净场景

芃镒机械

提供耐压16公斤的铝管解决方案，擅长高压系统定制化设计，管道连接采用凸环紧固技术，确保接口零压损

柯林派普

拥有本地化安装团队，主推快速插接式铝合金管道系统，支持模块化改造，可提升50%安装效率

六、计算表示例

外径D(mm) 壁厚t(mm) 材料允许应力S(MPa) 计算耐压P(MPa) 安全承压(η=2.0)

20 1.5 110 17.3 8.

25 2.0 120 19.6 9.

32 3.0 130 24.8 12.

注：表格数据基于薄壁管公式计算，实际应用需结合工况修正。