jtok

Эквивалентное давление грунта на трубу в грунте

Здравствуйте

Помогите оценить адекватность полученного внешнего давления грунта для закопанной трубы.

 

Имеем:

Труба ф3,2м с какой-то толщиной стенки (допустим, 15мм) бесконечной длины, закопана на глубину 6м от верха трубы.

Обратная засыпка - песок средней крупности послойно трамбованный до естественной плотности очень водонасыщенный (худший случай).

Материал трубы - пусть композит.

 

Вообще заглубленные трубы считают на два давления - сверху и сбоку (подпор), еще и снизу добавляют.

Но там механика грунтов, а я от нее не очень, там формулы все эмпирические.

Хотелось пойти простым путём - насыпать песку и сразу получить окружную нагрузку в обечайке.

 

Требуется получить эквивалентное внешнее давление грунта на трубу, потому что я умею считать трубы на него.

Зная это давление, я получу окружную единичную нагрузку: Qф=p*D/2 (Н/мм)

где: p-эквивалентное внешнее давление, МПа; D=3200-диаметр,мм

(в ед.изм.нагрузки нет опечатки, это сила, действующая в окружном направлении на 1мм длины трубы на всю толщину оболочки трубы, более подробно см.ф-лу B.2 ГОСТ 55072)

 

Предположения:

Расчет ведём глядя одним глазом в Алямовского-  Алямовский - с.48-72.pdf

Я только симметрию вертикальную использовал, решаю задачу плоскую нелинейную, глубина выреза 1мм (а не 1м), грунт Друкер-прагер, труба - линейный упругий изотропный, контакт между грунтом и трубой - нет проникновения. Если как у Алямовского, то труба у меня крутится в грунте и нет сходимости. Как он так выкрутился, без трения, я не пойму.

Свойства упрощения

5c6405131e328_.jpg.0f2c6dce2fd8b2cc5451f0ebbaaaac99.jpg

Hide  

Характеристики водонасыщенного песка у меня чуть другие, плотность выше и угол введен, и сцепление я уменьшил с 5000 до 100Н/м2, ну пусть:

Характеристика грунта 

5c6404bcd03fd_-.jpg.0e6af5401e1f777dd3b6f5bd471c11ab.jpg

Hide  

И вот главный вопрос:

Я получил max окружное напряжение в обечайке -11,719МПа:

Окружное напряжение  

5c6405c5787da_.thumb.JPG.e9c892725cd7937aa35139a76406b02f.JPG

Hide  

Умножаю его на толщину обечайки 15мм, получаю окружную единичную нагрузку Qф=175,8Н/мм

Из неё вывожу эквивалентное давление p=2*Qф/D=0,11 МПа или 1,07атм.

 

Но если взять грубо 6м засыпки песком плотностью 2,4т/м3 то выйдет 14,4т/м2 или 1,44 атм, что заведомо больше полученного результата!

Тогда я достал эпюру контактного давления:

 

Контактное давление  

5c640800e9648_.thumb.JPG.9cee93b92cb7957692d6bac0e4cf7bf4.JPG

Hide  
Оно равномерно распределено по обечайке и максимум 2,258кг/см2 (или атмостфер), что опять больше, чем 1,07атм.

 

Чему принять все-таки давление на глубине 6м?

 

Упражнение приложил, SW2014

 

Плоская задача половина.zip

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Интересно, что если убрать контакт между грунтом и обечайкой и просто их  связать, то результаты по напряжениям начинают походить на правду. Но тогда контакное давление врет.

Изменено пользователем jtok

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если считать грунт жидкостью то просто прикладываете  давление.  Такой водонасыщенный текучий. его плотность около 2  Т/куб.м  . Связность удерживает грунт и давление будет меньше где-то как вода примерно   1  Т/куб.м .   То есть если не мудрить то брать  с запасом 2 и не париться :) 

s=g h ( tan (45-fi/2 ))**2   эта формула механики грунтов не эмпирическая а получена из предельного равновесия призмы обрушения... 

 

https://dwg.ru/dnl/6148   мне такую один из авторов подарил :) 

Изменено пользователем Fedor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Fedor , тоесть новизну с актуальностью не надо? А я так хотел хотя бы в нагрузках поточнее принять значения.

Потом в конструировании композита там еще хужее допущения и к-ты запаса около 10, дорого получается слишком, они же перемножаются, запасы эти.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

С грунтами лучше не баловаться.  Вибрации могут разжижать, труба где-то лопнет, зима типа нынешней снежной выдастся, а значит весной будет много воды  ... :) 

 

 

Изменено пользователем Fedor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу



  • Сообщения

    • Frezer_krot
      странная у вас симуляция,при такой программе инструмент будет стоять в одной точке.но никак не описывать контур детали.я уже выше об этом писал и скрин кидал.да и ваша картинка это наглядно показывает. не могу вам объяснить на словах.Нужно на пальцах объяснять. ваш метод я непосредственно на станке пробовал и получается , то о чем я и говорил. Инструмент преследует точку в которую пришел. Ось шпинделя преследует точку 2, Кончик инструмента преследует точку 1. Можете наглядно на листочке попробовать : Нарисуйте круг (это будет круглый стол) ось вращения в центре круглого стола.в стороне от центра стола нарисуйте еще круг (это будет призма), на контур призмы поставьте ручку(карандаш) и вращайте листочек по оси стола сохраняя положение карандаша (ручки) в начальной точке и под тем же углом.  
    • teremok
      an_rushin, к сожалению, не могу этого сделать. Сетку делал в ICEM, да. Сетку делал средствами ICEM-CFD, блочную структурированную, фактически ручками. Есть вставки автоматической тетра-сетки, но с хорошим качеством, и этой сетки минимум. В целом, сетка состоит из нескольких частей, которые соединяются между собой в CFX-Pre интерфейсами. Задача сравнительно большая, на 70 млн. узлов, в том числе и поэтому не могу выложить указанные файлы. Главное, на работе не поймут. Если у вас есть уточняющие вопросы по задаче, отвечу в максимально полном объёме. Я не новичок в CFX, просто проблема новая и очень заковыристая оказалась.   С уважением, Максим.
    • error1412
      А кто нить знает как сделать булево объединение листа так чтоб прилепить элемент только к одной плоскости? Новый точечный рисунок (2).bmp Новый точечный рисунок.bmp
    • m0rDev
      Не давно начались такие проблемы. Создаю новый документ или беру старые при вращении объекта оси и надписи налипают друг на друга. см скрин и портят обзор.    как исправить. делал восстановление программы, но не помогло. 
    • DJ Astro
      Ну, попробуйте поизменять DL, посмотрите, что и куда приедет    Мало чего понял из всего этого . К поведению инструмента на гифке у меня претензий нет, всё так и должно быть. Это вид такой, на нем деталь "закреплена", а инструмент со станком "крутится" вокруг детали, зато хорошо видно какая деталь будет после обработки. Вам нужен правый вид, на нём реальные движения станка. Станок в гифке отрабатывает ту же самую программу, которая видна на скриншоте из симулятора Heidenhain и которую я писал ещё несколькими сообщениями выше. Через CAM такую программу для многоосевой обработки в пару-тройку кадров получить оч тяжело.
    • BSV1
    • an_rushin
      пожалуйста, выложите файлы *.cfx, *.tin, *.blk.
      правильно понимаю, что сетку делали в ICEMCFD HEX? если нет, то выложите геометрию в любом формате и *.cfx  
    • Jesse
      а как же атомный ледокольный флот (практически монополия в мире) и строительство АЭС?
    • Инженеротбога
      Algoryx Momentum для SpaceClaim    
    • Ветерок
      Казалось бы, простая задачка. В каком софте можно реализовать укладывание цепи кучкой (или змейкой, или как сложится) после свободного падения её конца на плоскую пластину? Верхний конец цепи зафиксирован. Нужна не анимация процесса, а конечный результат - цепь, лежащая произвольным образом на плите. В Крео мне такое сделать не удалось. Не нашел такого функционала.