Расчет поворотной заглушки

[inn3r 16]

Здравствуйте.

Есть фланцевая поворотная заглушка DN 300 на давление 16 МПа с уплотнением под овальную прокладку по АТК 26-18-5. При затяжке болтов на производстве с моментом, необходимым для герметичности соединения, крайняя кромка (3,5 мм в самом узком месте) заметно деформировалась. 

Spoiler

Собсна, попробовал посчитать, при заданных нагрузках (400000Н) деформаций почти нет.

Spoiler

Ну при шкале деформации 200 похожая картина, само собой такую нагрузку дать не могли, хотя кто знает.

Spoiler

Модель в STEP - Plug_down.STEP

Модель в SW 2013 - Тык

 

[piden 2 874]

37 minutes ago, inn3r said:

Модель в SW 2013 - Тык

Самого файла SW нету. Только файлы решения, которые абсолютно бесполезны: без файла SW их не откроешь, а если бы был файл SW, то заново их получить дело 4-х минут 12-ти секунд.

Описания ГУ и материалов тоже нету - то есть и от step файла толку никакого.

 

Даже четко сформулированного вопроса нету. В эксперименте сильнее погнулось, чем в расчете? Как определялось, что 400000Н = "затяжке болтов на производстве с моментом, необходимым для герметичности соединения"? Как контролировался момент затяжки в эксперименте? В каком порядке производилась затяжка? Людям проще думать, что эксперимент непогрешим, но часто к постановке "эксперимента", особенно на производстве, больше вопросов, чем к расчету.

 

 

 

Изменено 6 ноября 2020 пользователем piden

[inn3r 16]

3 minutes ago, piden said:

Даже четко сформулированного вопроса нету. В эксперименте сильнее погнулось, чем в расчете?

Именно

 

5 minutes ago, piden said:

Людям проще думать, что эксперимент непогрешим, но часто к постановке "эксперимента", особенно на производстве, больше вопросов, чем к расчету.

Раньше с этим обтюратором вопросов не было, в том-то и дело, скорее всего на производстве накосячили

4 minutes ago, piden said:

Как определялось, что 400000Н

По ГОСТ 34233.4 

4 minutes ago, piden said:

Самого файла SW нету

СориPlug_down.SLDPRT

 

7 minutes ago, piden said:

В каком порядке производилась затяжка?

Без понятия

[piden 2 874]

5 minutes ago, inn3r said:

Раньше с этим обтюратором вопросов не было, в том-то и дело, скорее всего на производстве накосячили

У вас фактически осесимметричная задача. А на производстве этот бортик оказался равномерно отогнут по всему периметру, или где-то больше, где-то - меньше?

[vasillevich68 699]

1 час назад, inn3r сказал:

Ну при шкале деформации 200 похожая картина

А почему у Вас на картинке фланец деформируется а прокладка нет? У Вас с твердостью материалов все правильно? 

[karachun 2 038]

@inn3r Материал прокладки - сталь, это так и есть?

Я так понимаю что оба фланца одинаковы и по этому выполнена только половина, тогла почему прокладка тоже не разрезана на две части и оставлена только одна?

Почему от фланца оставили только небольшую кромку? Это же влияет на жесткость конструкции.

[piden 2 874]

19 minutes ago, vasillevich68 said:

А почему у Вас на картинке фланец деформируется а прокладка нет?

Там странные ГУ) На прокладке зачем-то запрещены перемещения в радиальном направлении...

[karachun 2 038]

Так, погуглил как оно работает в жизни.

Че-то не очень похоже на модель в солиде. Модель нагружена только с одной стороны в то время как заглушка с двух. Хотя... ладно, и так сойдет.

Основная проблема

1 час назад, inn3r сказал:

крайняя кромка заметно деформировалась

А в модели оба материала линейные. Так может на самом деле там кромка потекла а в солиде в линейной постановке это не видно?

Так что ищите упруго-пластические свойства стали заглушки и прокладки и возвращайтесь сюда как найдете их.

И еще 400 000Н это нагрузка на весь фланец или только на четвертушку?

[inn3r 16]

1 hour ago, piden said:

А на производстве этот бортик оказался равномерно отогнут по всему периметру

Видно было только одну сторону, там с обеих сторон отогнулась заглушка, диаметрально противоположно не видно, не подлезть

 

42 minutes ago, karachun said:

Материал прокладки - сталь, это так и есть?

Так и есть

 

30 minutes ago, karachun said:

А в модели оба материала линейные. Так может на самом деле там кромка потекла а в солиде в линейной постановке это не видно?

Так там напряжения не превышают предел текучести..

30 minutes ago, karachun said:

И еще 400 000Н это нагрузка на весь фланец или только на четвертушку?

Это осевая нагрузка на прокладку при затяжке, на полную

Изменено 6 ноября 2020 пользователем inn3r

[karachun 2 038]

@inn3r

В общем пожал я эту деталь в осесимметричной постановке, с упруго-пластическим материалом, по билинейной модели. Силу перевел в давление исходя из того что 400 000 Н приложены на четвертушку прокладки.

Материал прокладки сталь РЖ3 а материал заглушки - сталь ПП6.

Отгиб получился незначительный - доли миллиметра. Но это конкретно с моими материалами, в реальности будет по другому.

Расчет не совсем правильный, видно что прокладка проворачивается а этого скорее всего не будет но я пока не сообразил как в солиде заставит прокладку не проворачиваться не прикладывая вынужденное перемещение.

 

P.S. При желании можно очень сильно вмять эту прокладку в заглушку. Но это уже нефизично, зато получается хорошая анимация.

https://i.imgur.com/c8VYMi7.mp4

[inn3r 16]

34 minutes ago, piden said:

Там странные ГУ)

Прокладка с двух сторон закреплена, с одной фланцем, с другой заглушкой, если не ограничивал, получалось еще хуже, будто она слева ничем не ограничена 

Выход - моделировать вместе с фланцем, но для первого приближения решил так оставить

 

[karachun 2 038]

4 минуты назад, inn3r сказал:

Так там напряжения не превышают предел текучести..

4 минуты назад, inn3r сказал:

Это осевая нагрузка на прокладку при затяжке, на полную

значит проблемы не в расчете. Заглушка такую нагрузку держит.

возможно проблема вот в этом.

2 часа назад, inn3r сказал:

само собой такую нагрузку дать не могли, хотя кто знает

[inn3r 16]

1 minute ago, karachun said:

Материал прокладки сталь РЖ3 а материал заглушки - сталь ПП6

У меня какой-то трабл с солидом, не могу сохранить пользовательский материал пишет проблема при сохранении библиотеки, поэтому я сам брал похожие стали

Материал прокладки сталь 10895, заглушки - 09Г2С КП245 поковка

[piden 2 874]

7 minutes ago, karachun said:

В общем пожал я эту деталь в осесимметричной постановке, с упруго-пластическим материалом, по билинейной модели.

Тоже проделал такое) Только прокладка скользила вдоль X, а прижимал заглушку, перемещая ее на 5 мм по Y. 

 

Вот зависимость максимальной деформации бортика от приложенной осевой силы. Да, при 4е5 Н  получаются доли (1.7e-2) мм.

 

Короче, равномерно затягивая болты требуемым моментом заметную деформацию бортика получить невозможно. Однозначно на производстве как-то накосячили.

 

[karachun 2 038]

20 минут назад, inn3r сказал:

Так там напряжения не превышают предел текучести.

Пересчитал, приняв нагрузку 400 000 Н на всю окружность. Действительно, если ориентироваться на мех. свойства 09Г2С то все в пределах упругой области за исключением незначительных зон контакта и концентрации.

Даже если замоделировать ответную часть фланца то, скорее всего, получим плюс-минус то же самое.

Так что по расчетам все проходит. Копайте в сторону реального исполнения работ. Может там материал не тот и одновременно болты перетянули.

[piden 2 874]

22 minutes ago, karachun said:

зато получается хорошая анимация.

https://i.imgur.com/c8VYMi7.mp4

18+

[karachun 2 038]

5 минут назад, piden сказал:

Однозначно на производстве как-то накосячили.

Вместо 09Г2С выполнили заглушку из стали марки РЖ.

[piden 2 874]

2 minutes ago, karachun said:

Вместо 09Г2С выполнили заглушку из стали марки РЖ.

Ставлю на то, что может затягивали и требуемым моментом, и звездой, но сразу весь момент затяжки прикладывали. Поэтому на противоположных сторонах и заметен отгиб - эти болты затянули первыми.

 

Еще можно проверить вариант, что прокладка и прорезь на ответном фланце точно соответствуют размерам на этой крышке.

[inn3r 16]

5 minutes ago, karachun said:

Пересчитал, приняв нагрузку 400 000 Н на всю окружность. Действительно, если ориентироваться на мех. свойства 09Г2С то все в пределах упругой области за исключением незначительных зон контакта и концентрации.

Какие ГУ задавали и как контакты разрешили?)

Just now, piden said:

Ставлю на то, что может затягивали и требуемым моментом

Ну скорее всего, потому что диаметрально противоположную часть заглушки не видно, только если разбирать соединение, мб прилеплю фотки чуть позже

[piden 2 874]

2 minutes ago, inn3r said:

мб прилеплю фотки чуть позже

Было бы интересно)