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)
03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f01
Решение

03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f02

Выражая из исходной формулы напряжение, получим:

03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f03

 

Табл. 2. ГОСТ 52857.2-2007

Исходные данные

φр = 1 - коэффициент прочности сварных швов;

D = 3850 мм - номинальный внутренний диаметр обечайки;
p = 2,6 МПа - расчетное давление;
SR = 30 мм - расчетная толщина стенки обечайки;
s - c = 30 мм - фактическая толщина стенки

Пределы применимости формулы (п. 5.2)
03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f04
Решение

03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f05

Выражая из исходной формулы напряжение, получим:

03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki f06

 

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.

 

Карта распределения кольцевых напряжений 

 

Карта распределения эквивалентных напряжений

03 sravneniye rascheta MKE s NTD dlya obechayki 03

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"

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить