sciencetalk

Enige tijd geleden stelde ik een vraag hoe je de druksterkte van een stalen buis berekende, en toen ging het om de inwendige druk, de druk die nodig was om een stalen buis van een bepaalde wanddikte en diameter te doen scheuren, dus een naar buiten gerichte kracht/druk. Nu heb ik een vraag over een naar binnen gerichte kracht.

Stel ik maak van een stalen buis gemaakt van staal37, met een binnendiameter van 80mm en een wanddikte van 8mm en een lengte van 1,00m een soort mini-onderzeeër, dus ik las natuurlijk de beide uiteinden goed dicht, zodat er door de lasnaden geen water naar binnen kan stromen/sijpelen. Goed nu ga ik naar een (theoreties) hele diepe zee, en ik gooi de mini-onderzeeër in die zee. Hij zal dan naar de bodem zinken, maar dan loopt de druk aan de buiten kan ook heel hoog op, net zolang tot de mini-onderzeeën inelkaar gedrukt wordt. En mijn vraag is bij welke druk zal dat gebeuren in dit voorbeeld en hoe reken je zoiets uit?

In principe is de bekening niet zoveel anders als bij inwendige druk. Er komt echter een verschijnsel bij dat je bij druk van binnenuit niet hebt: elastische instabiliteit. Je kunt het vergelijken met knik in een staaf waarop een drukkracht wordt uitgeoefend. Een dergelijke staaf kan door knik bezwijken bij lage spanningen. Je moet dus vooral op zoek naar formules voor elastische instabiliteit. Er bestaat een boek "Formulas for stress and strain" van Roark en Young dat helemaal volstaat met dat soort formules maar ik heb het hier niet bij de hand.