СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА МКЭ С РАСЧЕТОМ ПО НТД ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБЕЧАЙКИ
В данной работе было произведено сравнение результатов расчета напряжений методом конечных элементов (МКЭ) с расчетом по нормативно-технической документации (НТД) цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним давлением p = 2,6 МПа. Диаметр обечайки равен 3850 мм, толщина 30 мм.
1. Расчет по НТД
В качестве НТД для расчета напряжений были выбраны ПНАЭ Г-7-002-86, п.4.2.1.1 (табл. 1) и ГОСТ 52857.2-2007, п.5.3.1 (табл. 2).
Табл. 1. ПНАЭ Г-7-002-86
Исходные данные | |
m1= 2 - коэффициент (табл. 4.2); m2 = 1 - коэффициент (табл. 4.2); m3 = 1 - коэффициент (табл. 4.2); φ = 1 - расчетный коэффициент снижения прочности; D = 3850 мм - номинальный внутренний диаметр обечайки; p = 2,6 МПа - расчетное давление; SR = 30 мм - расчетная толщина стенки; s – c = 30 мм - фактическая толщина стенки |
|
Пределы применимости формулы (табл. 4.2) | |
Решение | |
Выражая из исходной формулы напряжение, получим:
|
Табл. 2. ГОСТ 52857.2-2007
Исходные данные |
φр = 1 - коэффициент прочности сварных швов; D = 3850 мм - номинальный внутренний диаметр обечайки; |
Пределы применимости формулы (п. 5.2) |
Решение |
Выражая из исходной формулы напряжение, получим: |
Вывод:
Формулы расчета напряжений для выбранной НТД схожи, как следствие совпадают полученные значения.
2. Расчет МКЭ.
В качестве программы конечно-элементного анализа была использована универсальная программа ANSYS.
С целью определения краевой зоны и значений напряжений была построена оболочечная расчетная модель обечайки (SHELL181) и произведен расчет. Карты распределения кольцевых и эквивалентных напряжений представлены на рис. 1.
|
||
а) кольцевых | б) эквивалентных | |
Рис. 1. Карта распределения напряжений (масшт. коэф. 500), [Па] |
Выводы:
1) На удалении от места закрепления обечайки напряжения распределены равномерно, следовательно, данную часть можно рассматривать как зону без влияния краевого эффекта.
2) Полученные в ANSYS значения кольцевых и эквивалентных напряжений совпадают
3. Заключение.
НТД производит оценку эквивалентных напряжений вне краевой зоны, которые в свою очередь, равны кольцевым. Значения напряжений, полученные в ANSYS и НТД, совпадают.
скачать "СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА МКЭ С РАСЧЕТОМ ПО НТД ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБЕЧАЙКИ" |