[GASON]

Произвожу расчет тройника (оболочковая модель). На данной стадии создал модель в APM STUDIO, задал внутреннее давление на стенку трубы 5 МПа, установил опоры, задал толщину стенки (12 мм) и материал! Произвел расчет! В месте соединения труб возникают огромные напряжения (примерно 1500 МПа), что маловероятно на практике! Увеличил толщину стенки в пришовной зоне до 25 мм, результат (600 МПа) также намного выше допустимого! Хотел спросить! Нет ли ошибок в моих действиях, в моей модели? Или все результаты верны?
http://depositfiles.com/files/qq0xsxvmi

[Кулик Алексей aka kpblc]

GASON, файлы и к постам можно прикреплять...

[ETCartman]

78.52 mb - роскошный файл.
Не глядя на ваши результаты, можно предположить, что дело в особенности. Чем мельче стека - тем больше напряжение. Т.е. - напряжения в таких точках не анализируют. Или избавляйтесь от особенности,или анализируйте результаты в обход нее

[СергейД]

знающих APM на форуме вряд ли найдется.
а знающие МКЭ пользуются совсем другими программами. и времени у них свободного обычно немного.
так что покажите просто скриншот с сеткой и результатами

ошибка может быть в чем угодно.
где хоть максимум? там где должен быть?
тетраэдры небось применяются? один по толщине?

[GASON]

Диаметр основного трубопровода 1220 мм, отвода- 720 мм! Разбил контрукцию на треугольные пластины размером 50 мм!
В файлах: общий вид конструкции, напряжения и перемещения (все пластины толщиной 12 мм), напряжения и перемещения (пришовные пластины 20 мм, остальные 12 мм)!
Напряжения и перемещения даже при 20 мм великоваты, увеличивать толщину уже некуда! Что посоветуете?

[СергейД]

подобные расчеты всегда проводят, накладывая на свободные края граничные условия, воспроизводящие работу в составе всего трубопровода.
и отступают от пересечения на 10-20 диаметров. защемлять там нельзя.
у вас же конструкция работает совершенно иначе чем в реальности.
и напряжения у нее ничего общего с практикой иметь не будут. например будут больше в разы.
+
при таких толщинах уже следует переходить на объемные элементы или
пересчитывать (хитрым образом) напряжения в оболочках на пересечении пластин, поскольку именно там максимумы.
нарисуйте эту зону с визуализацией толщин оболочечных КЭ. для линии пересечения оболочек на внутренней стороне трубы материала как бы недобор,
а там максимумы
а не внешней- материал "удваивается"

[ETCartman]

Если только внутреннее давление, то в принципе 5 диаметров должно хватить. Почему там такие напряжения - кто его знает. Чтобы найти ответ надо самому как минимум рассчитать.
Попробуйте в справочниках поискать формулы для близкого случая

[Andrey.K]

Сообщение от GASON Диаметр основного трубопровода 1220 мм, отвода- 720 мм! Разбил контрукцию на треугольные пластины размером 50 мм! В файлах: общий вид конструкции, напряжения и перемещения (все пластины толщиной 12 мм), напряжения и перемещения (пришовные пластины 20 мм, остальные 12 мм)! Напряжения и перемещения даже при 20 мм великоваты, увеличивать толщину уже некуда! Что посоветуете?

12мм для тройника 1220мм при давлении 5МПа это крайне мало. Сама труба при условии, что на коррозию выделено 0мм, при условии 100% контроля всех сварных швов, при этом давлении должна иметь толщину 17мм, чтобы ее не разорвало. А тройники, как правило, делают в 1,6 раза прочнее трубы. Берите трубу магистрали 1220х24мм, ответвления - 720х16мм и укрепляющее накладное кольцо на сварную врезку шириной 200мм и толщиной 16мм и от этого пляшите. А то 12 мм... из такой толщины бак в сад делать будете, а не 50-ти атмосферный трубопровод.

[GASON]

Сообщение от СергейД подобные расчеты всегда проводят, накладывая на свободные края граничные условия, воспроизводящие работу в составе всего трубопровода. и отступают от пересечения на 10-20 диаметров. защемлять там нельзя. у вас же конструкция работает совершенно иначе чем в реальности. и напряжения у нее ничего общего с практикой иметь не будут. например будут больше в разы.

Защемление при нагрузке только давлением пратически не влияет на результат! Вот когда я реакцию грунта, температурный перепад добавлю, вот тогда насчет опор надо подумать!

Сообщение от СергейД при таких толщинах уже следует переходить на объемные элементы

Перешел на объемные элементы: Первые 2 скрина - все объемные элементы толщиной 12 мм; 3 и 4 скрины - магистраль 24 мм, отвод - 16 мм!

Сообщение от Andrey.K 12мм для тройника 1220мм при давлении 5МПа это крайне мало. Сама труба при условии, что на коррозию выделено 0мм, при условии 100% контроля всех сварных швов, при этом давлении должна иметь толщину 17мм, чтобы ее не разорвало. А тройники, как правило, делают в 1,6 раза прочнее трубы. Берите трубу магистрали 1220х24мм, ответвления - 720х16мм и укрепляющее накладное кольцо на сварную врезку шириной 200мм и толщиной 16мм и от этого пляшите

Пятый скрин по вашим рекомендациям, но из пластин! магистраль 24 мм, отвод 16 мм, околошовная зона +16 мм!

Переход на объемные элементы значительно понизил напряжения и деформации! Но они все равно выше допустимых! Подскажите, как именно для околошовной зоны увеличить толщину ОБЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ! Отдельно отвод и магистраль могу, а только шов - нет!
Что еще можете посоветовать?

[Andrey.K]

Сообщение от GASON Что еще можете посоветовать?

1. Странная картина деформации. ИМХО тройник должно распирать изнутри, а не сдавливать, как у вас. Вы точно задали внутреннее а не внешнее давление? Может знаком ошиблись?

2. Утолщение на рисунке не видно. Если что, то утолщение должно быть на магистрали в виде кольца. Его называют укрепляющее кольцо или "воротник" в просторечьи. Ширина кольца порядка 200мм.

3. При таких давлениях и диаметрах стараются применять штампосварные тройники, например производства ОАО "Трубодеталь", а не сварные врезки. Та же Трубодеталь, например, отказалась от использования сварных тройников.

4. Если вы считаете для саморазвития - то как бы и ладно. Но если для чего-то серьезного, поднадзорного - то пользуйтесь нормативными методами расчета, соответствующими вашей отрасли и специализированными программами такими, например, как "СТАРТ, ШТУЦЕР-МКЭ" см http://www.truboprovod.ru. Они и проще и по крайней мере не дадут вам сделать трагической ошибки, если данные правильно зададите - всетаки 50 атмосфер - это не шутки, особенно, если внутри будет газ или пар.

[GASON]

Сообщение от Andrey.K 1. Странная картина деформации. ИМХО тройник должно распирать изнутри, а не сдавливать, как у вас. Вы точно задали внутреннее а не внешнее давление? Может знаком ошиблись?

Давление задал верно!

Сообщение от Andrey.K 2. Утолщение на рисунке не видно. Если что, то утолщение должно быть на магистрали в виде кольца. Его называют укрепляющее кольцо или "воротник" в просторечьи. Ширина кольца порядка 200мм.

Утолщения на пластинах и не будет видно! А в случае с объемными элементами - пока разбираюсь, как это сделать!

Сообщение от Andrey.K 3. При таких давлениях и диаметрах стараются применять штампосварные тройники, например производства ОАО "Трубодеталь", а не сварные врезки. Та же Трубодеталь, например, отказалась от использования сварных тройников.

Можно сделать скругление вместо шва, но на результат в данном случае не влияет!

Сообщение от Andrey.K 4. Если вы считаете для саморазвития - то как бы и ладно. Но если для чего-то серьезного, поднадзорного - то пользуйтесь нормативными методами расчета, соответствующими вашей отрасли и специализированными программами такими, например, как "СТАРТ, ШТУЦЕР-МКЭ" см http://www.truboprovod.ru. Они и проще и по крайней мере не дадут вам сделать трагической ошибки, если данные правильно зададите - всетаки 50 атмосфер - это не шутки, особенно, если внутри будет газ или пар.

Это моя дипломная работа! Достаточно серьезная и поднадзорная (несколько патентов получим)! Прочитал я про эти программы, заинтриговало! Даже очень! Значит, цель моя такая! Расчитать тройник разных размеров, на который воздействуют: внутреннее давление, температурный перепад - температурные деформации (несколько комбинаций загружения), вес и реакция грунта! Насколько я понял и СТАРТ, и ШТУЦЕР-МКЭ подходят для моего расчета! Только у меня нет доступа к этим программам! Вы не знаете, где их еще можно раздобыть?

[Andrey.K]

Сообщение от GASON Давление задал верно! Это моя дипломная работа! Достаточно серьезная и поднадзорная (несколько патентов получим)! Прочитал я про эти программы, заинтриговало! Даже очень! Значит, цель моя такая! Расчитать тройник разных размеров, на который воздействуют: внутреннее давление, температурный перепад - температурные деформации (несколько комбинаций загружения), вес и реакция грунта! Насколько я понял и СТАРТ, и ШТУЦЕР-МКЭ подходят для моего расчета! Только у меня нет доступа к этим программам! Вы не знаете, где их еще можно раздобыть?

Поднадзорная - имелось в виду - будет реализована на оборудовании, поднадзорном органам ростехнадзора. Где достать СТАРТ и ШТУЦЕР-МКЭ я не подскажу. Да и не подходят они наверное для дипломной работы - они более утилитарные в плане приспособлены к инженерным расчетам, что-то типа калькулятора - ввел данные получил ответ. А вам нужно что-то типа научной проработки. Не будете же вы на защите рассказывать, как вы вводили данные в нужные окошечки и нажали кнопочку "посчитать" - вы должны будете рассказать, как создавали модель, какие граничные условия и нагружения задавали и т.п. Я бы на вашем месте поступил так:
1. Сперва нарыть литературу. Ведущей методикаой расчета тройников и сварных врезок на сегодня является СА 03-003-07, но ее в свободном доступе нет, есть только за деньги на означенном выше сайте. Но можно найти предыдущую методу РТМ 38.001-94 - она есть в свободном доступе здесь на сайте (и похоже она легла в основу СА 03-003-07 - все коэффициенты и исходные данные такие же). Можно еще посмотреть методу изложенную в СНиП 2.05.06 - другой подход. Она же (с вариациями) изложена в СНиП 2.04.12-86 и [FONT=Times New Roman]ВНТП 3-85.[/FONT]
2. Ознакомится с методом расчета, и, возможно, модернизировать его (добавить грунт и проч.) все это будет составлять теоретическую часть вашего диплома.
3. А в качестве практической (экспериментальной) части уже составить конечноэлементную модель тройника и проверить ваши теоретические изыскания на конечно-элементной модели и сделать заключения.
Диплом - конфетка получится. Только вот использовать для расчета не известную широко программу... Какие у нее возможности и что она там посчитает - х.з. да и спросить особенно некого. Другое дело - ANSYS или NASTRAN.

PS: насчет деформаций - вы проверьте еще раз, что-то не то ИМХО.

[GASON]

Собственно я так и планирую: аналитический расчет и расчет по программе!Получил доступ к "Старт" на работе! В качестве проверки можно использовать! Думаю, попарюсь еще с APM! Собственно, схожесть результатов имеет не самое важное значение! Главное выводы правильные сделать! Вот только время уже поджимает!
Спасибо огромное всем! Особенно Вам, Andrey.K! Сейчас должно быть значительно проще!