Calculadora de tensión circunferencial
Una tubería a 1 MPa con 0,2 m de diámetro interior y 5 mm de pared soporta una tensión circunferencial de 20.000.000 Pa, el esfuerzo que intenta abrirla a lo largo de una costura. Compare el resultado con la tensión admisible de su tubería o depósito. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Presión
- 1 000 000
- Diámetro interior
- 0,2
- Espesor de pared
- 0,005
- Esfuerzo circunferencial
- 20 000 000 Pa
La tensión circunferencial es el esfuerzo de tracción que aparece en la pared de un cilindro presurizado cuando el fluido interno tiende a abrir el recipiente a lo largo de una generatriz. En la aproximación de pared delgada usada en la resistencia de materiales introductoria, ese esfuerzo es la presión interna por el diámetro interior dividido entre el doble del espesor: sigma de aro igual a P D sobre 2 t, y el resultado se expresa en pascales si la presión va en pascales y el diámetro y el espesor en metros. Estudiantes que revisan deberes, ingenieros de tuberías que criban un cédula, proyectistas de recipientes que comparan un primer valor con el admisible y hojas automatizadas necesitan esa cifra sin abrir un modelo de elementos finitos.
Qué significa la tensión circunferencial y cuándo aplica PD/(2t)
Un recipiente cilíndrico cerrado soporta presión interna en cada milímetro cuadrado de la pared interior. Si se corta el cilindro por un plano longitudinal y se escribe el equilibrio sobre el medio cilindro, la fuerza que intenta abrir la pared es la presión por el rectángulo proyectado de diámetro interior por longitud, mientras que la pared resiste con tensión circunferencial por el doble del espesor por la longitud.
Al cancelar la longitud se obtiene la fórmula clásica de pared delgada: la tensión de aro es P por D entre 2 t. La intención de búsqueda se agrupa en calculadora de tensión circunferencial, fórmula de Barlow, esfuerzo circunferencial de recipiente a presión de pared delgada y tensión de tubería por presión interna: quien ya tiene P, D y t quiere un valor numérico en pascales comparable con límites admisibles, solucionarios u una hoja de cálculo, no solo el recordatorio de que la fórmula existe.
Mantenga unidades coherentes: si P está en pascales, D en metros y t en metros, el esfuerzo sale en pascales; cualquier otro sistema coherente funciona igual. El modelo de pared delgada supone que t es pequeño frente a D, en la práctica t sobre r menor que aproximadamente una décima, de modo que la variación a través del espesor puede despreciarse. Las soluciones de pared gruesa de Lamé, los gradientes térmicos y las discontinuidades de toberas exigen otro análisis.
El esfuerzo axial longitudinal en un cilindro cerrado es la mitad del valor circunferencial bajo las mismas hipótesis; esta capacidad informa solo la tensión de aro.
Uso práctico, límites, precios y canales de entrega
Use la herramienta del navegador cuando necesite una comprobación inmediata de tensión circunferencial al calificar deberes de resistencia de materiales, comparar un cálculo a mano de P D sobre 2 t, verificar una tubería o un tanque preliminar frente a un esfuerzo admisible, o enseñar cómo el esfuerzo circunferencial crece con el diámetro y la presión y disminuye al espesar la pared. Los resultados son plenamente deterministas: entradas idénticas producen siempre la misma tensión circunferencial y las mismas etiquetas de fórmula y método.
No hay modelo de lenguaje, ni servicio externo de análisis estructural, ni aleatoriedad, de modo que la capacidad es segura para fijarla en integración continua y en materiales de curso reproducibles. Para el esfuerzo axial medio de una barra en lugar de la tensión de aro de un recipiente, use la calculadora de esfuerzo por separado; es otra intención de búsqueda y otra fórmula.
Qué puede hacer con ella
Cribado preliminar de tuberías y recipientes
Ingenieros y makers estiman la tensión circunferencial en un cilindro de pared delgada antes de abrir un modelo FEA completo o elegir una cédula de tubería de catálogo.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si el espesor de pared es nulo o negativo?
Un espesor nulo o negativo dividiría entre cero en σ = PD/(2t); la validación lo rechaza y no se cobra la petición.
¿Qué unidades debo usar para presión, diámetro y espesor?
Use cualquier conjunto mutuamente coherente. Pascales, metros y metros dan tensión circunferencial en pascales. El motor no convierte unidades; pase milímetros o bar a SI primero si desea un resultado en pascales.
¿Es gratuita la calculadora de tensión circunferencial?
La herramienta del navegador se ejecuta gratis en su dispositivo.
¿Calcula también el esfuerzo longitudinal o de membrana esférica?
No. Esta capacidad evalúa solo la fórmula de aro cilíndrica de pared delgada PD/(2t). El esfuerzo longitudinal PD/(4t) y la tensión de membrana esférica son fórmulas distintas e intenciones de búsqueda distintas.
¿Cuándo es suficientemente precisa la fórmula de pared delgada?
Cuando la pared es fina frente al diámetro, en general con un espesor inferior a una décima parte del radio. Las paredes gruesas, los gradientes térmicos y las bocas de conexión requieren un análisis de pared gruesa o más detallado.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/hoop-stress \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"pressure":1000000,"inner_diameter":0.2,"wall_thickness":0.005}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/hoop-stress", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"pressure": 1000000,
"inner_diameter": 0.2,
"wall_thickness": 0.005
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/hoop-stress",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"pressure": 1000000,
"inner_diameter": 0.2,
"wall_thickness": 0.005
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/hoop-stress", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"pressure":1000000,"inner_diameter":0.2,"wall_thickness":0.005}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"pressure":1000000,"inner_diameter":0.2,"wall_thickness":0.005}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/hoop-stress", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"pressure": 1000000,
"inner_diameter": 0.2,
"wall_thickness": 0.005
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.hoop_stress",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Esta capacidad toma esos tres números finitos, rechaza espesor nulo o negativo con un error invalid_input claro y devuelve la tensión circunferencial más las entradas eco y la etiqueta de fórmula en JSON estructurado.
Qué significa la tensión circunferencial y cuándo aplica PD/(2t)
Entregar hoop_stress, pressure, inner_diameter, wall_thickness, formula y method como JSON facilita pegar el resultado en apuntes, fijarlo en pruebas automatizadas o reutilizarlo entre idiomas sin reimplementar la aritmética.
Cómo valida la entrada y aplica σ = PD/(2t) esta calculadora
La presión es la manométrica interna y debe ser no negativa: un valor negativo describiría presión externa o pandeo por vacío, que esta fórmula de aro no trata. El diámetro interior debe ser estrictamente positivo porque un calibre nulo o negativo no es un recipiente. También se rechazan magnitudes de espesor extremadamente pequeñas que no se resolverían de forma estable en coma flotante. No hay modo de esfuerzo longitudinal, ni de recipiente esférico, ni conversión de unidades, ni consulta de admisibles de material: solo la evaluación pura de P D sobre 2 t. Envíe un cuerpo JSON con los tres campos obligatorios pressure, inner_diameter y wall_thickness. Cada campo debe ser un número finito o una cadena numérica que se interprete como tal; campos ausentes, cadenas vacías, texto no numérico, NaN e Infinity fallan de inmediato con invalid_input antes de devolver resultado, y la validación fallida no se cobra. El espesor de pared debe ser estrictamente positivo: el espesor nulo o negativo se rechaza de forma explícita como invalid_input porque dividiría entre cero en la fórmula clásica, según el contrato del producto. Se aceptan alias opcionales como P, internal_pressure, D, diameter, di, t y thickness cuando están documentados, para que formularios y scripts usen símbolos de libro. Tras la validación el motor calcula la tensión circunferencial como presión por diámetro interior entre el doble del espesor y redondea a una precisión estable para que la misma entrada siempre produzca el mismo JSON en motores JavaScript. La misma función pura alimenta la herramienta en el navegador y la vía API, sin red, sin semilla aleatoria y sin reloj de pared en el cálculo.
Uso práctico, límites, precios y canales de entrega
Use la API cuando un script, ayudante CAD, plataforma de lecciones o cuaderno necesite JSON estable para muchas combinaciones presión–diámetro–espesor bajo un solo contrato. Cada petición exitosa es un ítem facturable a $0.002; la validación fallida no consume saldo. Elija unidades de forma coherente y permanezca dentro de los límites de magnitud publicados para que los productos intermedios sigan finitos en un isolate Worker. Conecte el endpoint a ejercicios de mecánica, correctores de concursos, hojas de recipientes en etapa temprana o pasos de preprocesado donde prefiera errores de dominio explícitos —como rechazar espesor nulo o negativo— frente a widgets opacos que no explican por qué se rechazó una entrada incorrecta.
Casos de integración
Verificación de deberes y exámenes
Estudiantes y correctores calculan σ = PD/(2t) con presión interna, diámetro interior y espesor de pared conocidos, y obtienen invalid_input claro cuando el espesor es nulo o negativo.
Fixtures deterministas para pruebas de mecánica
Los pipelines que alimentan pruebas unitarias o demostraciones interactivas de recipientes llaman a un oráculo puro PD/(2t) en lugar de reimplementar la fórmula de aro de pared delgada en cada idioma.
Preguntas técnicas
¿Cómo se calcula la tensión circunferencial con esta herramienta?
Envíe JSON con pressure (P), inner_diameter (D) y wall_thickness (t). La respuesta devuelve hoop_stress igual a P por D entre 2 t, en pascales si se usan esas unidades SI, más entradas eco y etiquetas de fórmula.