Kvadrata tubo VS rektangula tubo, kiu formo estas pli daŭra?
La diferenco en rendimento interrektangula tubokajkvadrata tuboen inĝenieraj aplikoj bezonas esti amplekse analizita el pluraj mekanikaj perspektivoj kiel ekzemple forto, rigideco, stabileco kaj portanta kapacito.
1. Forto (fleksa kaj torda rezisto)
Fleksforto:
Rektangula tubo: Kiam submetita al fleksa ŝarĝo laŭlonge de la longa flanko (alteco), la sekcia inerciomomento estas pli granda, kaj la fleksorezisto estas signife pli bona ol tiu de kvadrata tubo.
Ekzemple, la fleksoforto de 100×50mm rektangula tubo en la longa flanko estas pli alta ol tiu de 75×75mm kvadrata tubo.
Kvadrata tubo: La inerciomomento estas la sama en ĉiuj direktoj, kaj la fleksa agado estas simetria, sed ĝia valoro estas kutime pli malgranda ol tiu de la longa flanko de la rektangula tubo sub la sama transversa areo.
Konkludo: Se la ŝarĝdirekto estas klara (kiel ekzemple trabostrukturo), la rektangula tubo estas pli bona; se la ŝarĝdirekto estas varia, la kvadrata tubo estas pli ekvilibra.
Torda forto:
La tordokonstanto de la kvadrata tubo estas pli alta, la distribuo de tordostreĉo estas pli unuforma, kaj la tordorezisto estas pli bona ol tiu de la rektangula tubo. Ekzemple, la tordorezisto de la 75×75mm kvadrata tubo estas signife pli forta ol tiu de la 100×50mm rektangula tubo.
Konkludo: Kiam la torda ŝarĝo estas domina (kiel ekzemple la transmisia ŝafto), kvadrataj tuboj estas pli bonaj.
2. Rigideco (kontraŭ-deformada kapablo)
Fleksanta rigideco:
Rigideco estas proporcia al la momento de inercio. Ortangulaj tuboj havas pli altan rigidecon en la longa flanko, kio taŭgas por scenaroj, kiuj bezonas rezisti unudirektan dekliniĝon (kiel ekzemple ponttraboj).
Kvadrataj tuboj havas simetrian dudirektan rigidecon kaj taŭgas por multdirektaj ŝarĝoj (kiel ekzemple kolonoj).
Konkludo: Rigidecaj postuloj dependas de la ŝarĝdirekto. Elektu rektangulajn tubojn por unudirektaj ŝarĝoj; elektu kvadratajn tubojn por dudirektaj ŝarĝoj.
3. Stabileco (rezisto al kolapso)
Loka kolapso:
Rektangulaj tuboj kutime havas pli grandan rilatumon inter larĝo kaj dikeco, kaj maldikmuraj partoj estas pli emaj al loka kolapso, precipe sub kunpremaj aŭ ŝiraj ŝarĝoj.
Kvadrataj tuboj havas pli bonan lokan stabilecon pro sia simetria transversa sekco.
Totala kolapso (Euler-kolapso):
Pandiĝŝarĝo rilatas al la minimuma radiuso de rotacio de la transversa sekco. La radiuso de rotacio de kvadrataj tuboj estas la sama en ĉiuj direktoj, dum la radiuso de rotacio de rektangulaj tuboj en la mallonga flanko estas pli malgranda, igante ilin pli emaj al pandiĝo.
Konkludo: Kvadrataj tuboj estas preferataj por kunpremaj elementoj (kiel ekzemple kolonoj); se la longa flanko de la rektangula tubo estas limigita, ĝi povas esti kompensita per dezajno.
4. Portanta kapacito (aksaj kaj kombinitaj ŝarĝoj)
Aksa kunpremo:
Portanta kapacito rilatas al transversa sekca areo kaj svelteco-proporcio. Sub la sama transversa sekca areo, kvadrataj tuboj havas pli altan portantan kapaciton pro sia pli granda turnradiuso.
Kombinita ŝarĝo (kombinita kunpremo kaj fleksado):
Rektangulaj tuboj povas utiligi la optimumigitan aranĝon kiam la fleksmomenta direkto estas klara (kiel ekzemple vertikala ŝarĝo sur la longa flanko); kvadrataj tuboj taŭgas por dudirektaj fleksmomentoj.
5. Aliaj faktoroj
Materiala utiligo:
Rektangulaj tuboj estas pli efikaj kaj ŝparas materialojn kiam submetitaj al unudirekta fleksado; kvadrataj tuboj estas pli ekonomiaj sub plurdirektaj ŝarĝoj.
Konekta komforto:
Pro la simetrio de kvadrataj tuboj, nodkonektoj (kiel veldado kaj rigliloj) estas pli simplaj; rektangulaj tuboj devas konsideri direktecon.
Aplikaj scenaroj:
Ortangulaj tuboj: konstruaĵaj traboj, gruobrakoj, veturilĉasioj (klara ŝarĝdirekto).
Kvadrataj tuboj: konstruaĵaj kolonoj, spacaj herniobandaĝoj, mekanikaj kadroj (multdirektaj ŝarĝoj).
Afiŝtempo: 28-a de majo 2025
