OBLICZENIOWA ANALIZA CZESCI MASZYN

Temat zadania projektowego w roku akadem. 2003/2004

(likwidacja spiętrzenia naprężeń w kołnierzu rurociągowym)

Zadanie nr 1.

Zaprojektować połączenie kołnierzowe rurociągu o średnicy 800 i grubości ścianki 9 mm.

Zadanie nr 1.a) Zadanie rozwiązać dla warunków eksploatacyjnych: obciążając rurociąg pełnym dopuszczalnym ciśnieniem wewnętrznym p=6.4 MPa.

Plik wejściowy

!CZYSZCZENIE

FINISH

/CLEAR,START

!PARAMETRY

g=9

r1=400-g

r2=400

r3=900

b=200

l1=5000

l2=l1-b

!GEOMETRIA

/PREP7

!punkty

K,1,r1,0,0

K,2,r1,l1,0

K,3,r2,l1,0

K,4,r3,l1,0

K,5,r3,l2,0

K,6,r2,l2,0

K,7,r2,0,0

!linie

L,1,2

L,2,3

L,6,3

L,6,7

L,7,1

L,3,4

L,4,5

L,5,6

!powierzchnie

AL,1,2,3,4,5

AL,6,7,8,3

!PARAMETRY DLA MATERIAŁU

Rm=500

Re=360

EY=210000

A50=0.2

MP,EX,1,EY

MP,NUXY,1,0.3

epsRe=Re/EY

E2=(Rm-Re)/(A50-epsRe)

TB,BKIN,1,1

TBTEMP,0.0

TBDATA,1,Re,E2

! ELEMENTY - zadanie osiowo symetryczne

/PREP7

ET, 1,PLANE42

KEYOPT,1,3,1

MP,EX,1,2.1E5

!LESIZE,ALL,,,15

LESIZE,ALL,5

ESHAPE,1

AMESH,ALL

!PODPARCIE

/SOLU

DK,4,ALL,0

DK,7,ALL,0

!OBCIAZENIE

/EXPAND, 9,AXIS,,,10

SFL,1,PRES,6.4,

! DUŻE - parametry obliczeń z uwzględnieniem dużych przemieszczeń

/SOLU

ANTYPE,0 ! analiza statyczna

NLGEOM,ON

KBC,0 ! liniowe narastanie warunków brzegowych

OUTPR,ALL,ALL

OUTRES,ALL,ALL

AUTOTS,ON

NSUBST,50,100,7 ! podział obliczeń na podkroki obliczeniowe (początek, max, min)

/EDGE,1,0,45

/GLINE,1,-1

!OBLICZENIA

SOLVE

FINISH

MODEL RUROCIĄGU :osiowo-symetryczny

Obliczenia –w zakresie liniowym

OBCIĄŻENIE I PODPARCIE

ANALIZA W ZAKRESIE LINIOWYM

Po obciążeniu modelu ciśnieniem działającym na wewnętrzne ścianki rury uzyskano rozkład naprężeń na ściankach. Wielkość naprężeń zależy od grubości ścianki rury. Dla grubości ścianki g=7mm naprężenia osiągają granice plastyczności, przy założeniu, że rura wykonana jest ze stali L360GA

W przeprowadzonych analiz wynika, że konstrukcja dla grubości ścianki g=7mm zachowuje się liniowo, a więc o zniszczeniu rurociągu w tym przypadku będzie decydować kryterium wytrzymałościowe.

ANALIZA W ZAKRESIE NIELINIOWYM

Dopiero przy grubości ścianki poniżej g=7 konstrukcja traci swoją stateczność. Wtedy przyczyną zniszczenia rurociągu jest utrata statecznośc.

.Zmiana ciśnienia

Przy działaniu ciśnieniem równym 6.4 MPa model jest traktowany jako liniowy ,natomiast traci swoją stateczność przy ciśnieniu powyżej 9 MPa.(układ staje się nieliniowy).Wartość granicy plastyczności zostaje przekroczona.

OPTYMALIZACJA

Kryterium optymalizacji- likwidację spiętrzenia naprężeń w kołnierzu rurociągowym uzyskujemy poprzez zwiększenie końca średincy rurociągu (wstawiamy przy kołnierzu dyfuzor).

Po przez takie rozwiązanie udało się uzyskać mniejsze naprężenia w kołnierzu w miejscu spiony , które wynoszą ok. 140 MPa.