Перейти к публикации

Расчёт тройника на высокое давление


Рекомендованные сообщения

Дмитрий Белугин

Добрый день, уважаемые форумчане.

В области расчетов у меня проблемы и в теме высокого давления я недавно, а никто из коллег на рабочем месте не смог мне подсказать, поэтому решил обратится сюда за помощью.

На данный момент по эскизам заказчика разрабатываю элемент манифольда для буровой вышки.

Давление рабочее - 35МПа, испытательное - 70МПа. Температура не указана, но по информации от заказчика особо высоких температур там быть не должно, поэтому согласовал +50 градусов Цельсия расчётную.

Сталь - 09Г2С. Сталь уже закуплена и по сертификатам имеет следующие мех. свойства: Временное сопротивление разрыву = 445 МПа, минимальное значение предела текучести = 310 МПа

Внутренний проход трубопровода - 100мм, наружный 140мм.

Проблема состоит в следующем, равнопроходные тройники и угольники рассчитанные на такое давление по ГОСТ 22822-83 (исп.2) по габаритам длиннее, чем я могу использовать, потому что необходимо соблюсти заданные габариты.

Пробовал считать по РД РТМ 26-01-44-78, по данным расчета (если я правильно все сделал) тоже выходит, что длинна укрепления должна быть немного длиннее, чем мне позволяют габариты.

В связи с этим разработал модель на основании ГОСТа, но сильно укороченную и немного увеличил размер "квадратной" части. Места под сварной шов и разделку осталось минимум.

Посчитал через SW Simulation методом МКЭ(разделку под сварной шов не учитывал), задав самые плохие условия по предельным температурам.

Коэффициента запаса прочности ниже 1,1 нигде не обнаружилось, в остальных местах больше.

Подскажите пожалуйста правильно ли я производил расчет и правильно ли приложил нагрузки и закрепления или что-то не учел? Не будет ли критичным, что места под сварку "впритык", не создаст ли это дополнительные напряжения, которые могут негативно сказаться потом?

Эскиз узла в котором используется данный тройник:

b717e400b7ad639a055a8f240d04d408.jpg

Результаты расчета в SW Simulation:

fe76e3b1fccaa21b83b999f7f25f9e02.png

Модель в формате солида и step:

https://disk.yandex.ru/d/ewYdrrcls5lnIQ

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts

@Дмитрий Белугин не могу посмотреть сам файл расчёта (будущая версия), но чем вы руководствовались, когда закрепляли все грани со стороны привариваемых трубопроводов по всем степеням свободы?
Из того, что видно по картинке: силу тяжести можно не учитывать - по сравнению с таким давлением это ничто; температуру, правильней в данном случае, наверно прикладывать ко всему телу, а реальный запас будет в раза 1.5-2 выше, т.к. у вас сингулярность в угле вблизи заделки. Последнее, впрочем, зависит от сетки.
Короче, вам скорее всего лучше смоделировать весь узел целиком... и если этот узел на концах приваривается, допустим, к трубе, жёсткость которой намного больше вашего узла, то там и надо крепить
 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Дмитрий Белугин @Jesse Температурная нагрузка вообще не нужна. Тройник прогреется почти до одинаковой температуры и температурные напряжения там будут небольшими. И этот тройник не жестко зажат он же находится в составе трубопровода а там есть изгибы, колена, сильфоны, которые компенсируют температурные деформации.

 

Температуру можно и нужно учесть уменьшением механических свойств материала.

 

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Например как вот здесь.

https://cccp3d.ru/topic/74722-расчёт-по-пнаэ-г-7-002-с-использованием-мкэ/

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 минуты назад, karachun сказал:

Температурная нагрузка вообще не нужна. Тройник прогреется почти до одинаковой температуры и температурные напряжения там будут небольшими. И этот тройник не жестко зажат он же находится в составе трубопровода а там есть изгибы, колена, сильфоны, которые компенсируют температурные деформации.

да, согласен, тоже об этом подумал. Сам крайне редко прикладываю температуру. Температуру самое главное учесть в контексте снижения предела текучести. Ну тут 50 град фигня тож)

 

5 минут назад, karachun сказал:

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Если критерий "сумма мембранных и изгибных" суть "сигма1+сигма2", до можно смело считать по дефолтному Мизесу - в запас идёт..)
А элементы конструкций где регламентируются онли мембранные , например, в тонкой обечайке под давлением экв.напр=мембр, а где только изгибные, то и там экв.= изгибные:smile:
Короч, Мизес, мизес и ещё раз Мизесс!)
А линеаризация хрен знает.. ЧЕм больше толщина, тем больше её погрешность.  И в данном случае тоже, наверно............

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вообще видно что тройник массивный.

Можно, в первом приближении, посчитать трубу, диаметром 100 мм и толщиной стенки 20 мм на действие кольцевых, осевых и радиальных напряжений. Если труба пройдет то и тройник тоже - он везде в полтора раза толще.

 

https://cae-club.ru/sites/default/files/commentsfiles/16_prakticheskie_raschety_na_prochnost_konstruktivnyh_elementov_chast_1.pdf

Со страницы 11.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вообще мало того, что линеаризация так еще и по теории максимальных касательных напряжений, а они дают более высокое значение на 10% обычно.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Дмитрий Белугин
18 часов назад, Jesse сказал:

 чем вы руководствовались, когда закрепляли все грани со стороны привариваемых трубопроводов по всем степеням свободы?
 

Честно сказать ничем, просто думал раз есть три поверхности под сварку, значит их и нужно закреплять. Понимаю, что нужно задавать степени свободы, но как их определить хотя бы примерно, не могу сообразить.

Я в расчетах новичок. Ранее я работал с сосудами под давлением и там рассчёт сводился к правильному составлению модели в Пассате, остальное все делала программа.

Поэтому так сказать теоретических знаний, не говоря уже о практических мне катастрофически не хватает.

18 часов назад, Jesse сказал:

сингулярность в угле вблизи заделки. Последнее, впрочем, зависит от сетки.

Да, увидел, что там сингулярность, поэтому прозондировал еще в нескольких точках.

18 часов назад, Jesse сказал:

Короче, вам скорее всего лучше смоделировать весь узел целиком... и если этот узел на концах приваривается, допустим, к трубе, жёсткость которой намного больше вашего узла, то там и надо крепить

Можете подсказать как лучше закреплять всю сборку целиком?

Общий вид трубопровода, к сожалению не могу скинуть сейчас, она на работе осталась. Только в понедельник или ближе к вечеру сегодня, как получится.  Поэтому опишу на словах.

Вообщем есть вышка буровая и к ней крепится данный узел, потом две 8-ми метровых трубы и  на концы данных труб крепятся "гусаки" (отводы гнутные под 165 градусов). Узел который я выкладывал расположен у основания.

Соединяются данные узлы между собой на специальные быстро-разъемные соединения. К началу и концам этого трубопровода присоединены РВД.

Точной информации как на вышке будет этот трубопровод крепится у меня нет, потому что оборудование под замену идет вроде бы и ничего кроме это отрезка трубопровода в поставку не входит.

Но знаю что чаще всего применяется следующая схема закрепления: там где расположены 8-ми метровые трубы закрепление идет через специальные хомуты к вышке, а за специальные крепления на "гусаках" вся конструкция подвешивается на тросы, и натягиванием через талреп где-то наверху регулируется.

Как закреплен нижний узел, который я выкладывал, могу только догадываться. Скорее всего так же на хомутах.

 

Исходя из этого я могу только предположить, что степень свободы направленная по оси Z будет присутствовать скорее всего больше других, но на сколько сильно, неизвестно. Поэтому если моделировать узел нижний целиком, надо правильно все нагрузки учесть будет и тут я вообще теряюсь как это можно сделать.

19 часов назад, karachun сказал:

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Например как вот здесь.

https://cccp3d.ru/topic/74722-расчёт-по-пнаэ-г-7-002-с-использованием-мкэ/

Честно сказать, я не знаю как правильно вообще по МКЭ считать, многих терминов я до конца не понимаю. Как уже писал выше ранее с расчетами сталкивался только в Пассате.

С ссылкой на тему поверхностно ознакомился, надо вникать глубже. Почитаю ПНАЭГ.

17 часов назад, karachun сказал:

Можно, в первом приближении, посчитать трубу, диаметром 100 мм и толщиной стенки 20 мм на действие кольцевых, осевых и радиальных напряжений. Если труба пройдет то и тройник тоже - он везде в полтора раза толще.

 

https://cae-club.ru/sites/default/files/commentsfiles/16_prakticheskie_raschety_na_prochnost_konstruktivnyh_elementov_chast_1.pdf

Со страницы 11.

 Очень полезный документ для понимания сути расчета. Спасибо. По данной методике пока не пробовал считать, но ранее считал трубу по РД РТМ 26-01-44-78, получилась стенка порядка 16-17мм, с прибавками как раз укладывалось в 20мм.

Можете пожалуйста еще какую-нибудь литературу посоветовать по расчетам на высокое давление методом МКЭ? Или просто по МКЭ, чтобы разобраться и изучить.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
05.05.2021 в 12:21, Дмитрий Белугин сказал:

Можете подсказать как лучше закреплять всю сборку целиком?

по плоскостям симметрии.

а там где сварка - вообще не крепить. там моменты и силы накрайняк.

05.05.2021 в 12:21, Дмитрий Белугин сказал:

Ранее я работал с сосудами под давлением и там рассчёт сводился к правильному составлению модели в Пассате, остальное все делала программа.

по идее в модель входят ГУ. но пассат есть пассат

04.05.2021 в 21:13, AlexArt сказал:

Вообще мало того, что линеаризация так еще и по теории максимальных касательных напряжений, а они дают более высокое значение на 10% обычно.

"обычно" в опасных местах НДС близок к одноосному. а там у них (мизеса и треска) тоже разница 10%? ))

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 часов назад, soklakov сказал:

"обычно" в опасных местах НДС близок к одноосному. а там у них (мизеса и треска) тоже разница 10%? ))

Что вы говорите? Давление + моменты дадут однооску? Опасные места обычно в корпусе трубопроводной арматуры, а там бывают изгибы от геометрии вообще только от давления.

Ааа, понятно, это вы так свои косяки заметаете...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • andref
      @Igor Lipin Основная ошибка 21612 у вас по оси S1/C11 А что за ось С13 с которой связаны остальные ошибки? Это не привод  вращения инструмента?
    • RokiSIA
      Не совсем так, судя по мануалу выхода у OMI-2 гальванически развязаны но это ладно есть другой не мало важный вопрос. У датчика Omi есть выход B (желтые провод) и его выходное напряжение зависит от входа(оранжевый провод). У OMI 2 желтый провод это фиксированное выходное напряжение 5в, а оранжевый провод стал уже выходом и напряжение зависит от напряжения входного питания.
    • Srgwell
      Есть такая штуковина в эскизах соливеркса. В эскизах если отрезки темные они определены. Было бы здорово, если в сборке деталей детали которые подвижные, то есть у которых не хватает сопряжений, обозначались другим цветом. У меня, например вчера большая сборка из-за каких то движений не сопряженных деталей так перевернулась!!! Я долго искал детали, которые подвижные. Конечно я перевертыш вернул назад, но причину искал долго.
    • Udav817
      таки в чём именно проблема? опыта чтения чертежей? строить модели можно очень разными способами. упоротыми и не очень.  даже вал можно построить двумя почти равнозначными способами.  1. сделать эскиз половины вала (по оси) и потом "крутануть" вокруг оси. 2. построить один цилиндр (или конус). потом следующий. и так каждый элемент вала. правда потом нужный размер искать и редактировать, в случае корректировок очень неудобно. но для простых моделей из 2-3 элементов технология построения вполне сойдёт. ну это как раз и есть задача конструктора - выбрать базу построения. или что, на каких-то подобных деталях по аналогии нельзя вывод сделать? перенести могут админы. если им написать. отредактировать можно только в ограниченный промежуток времени. потом - только админы. а ветка видимо эта: https://cccp3d.ru/forum/37-nx/ ну и вообще... может вы там свои ответы и так найдёте.
    • Bot
      14 -15 марта в Центре разработки АСКОН в Коломне состоялось закрытое альфа-тестирование, где приглашенные пользователи первыми опробовали практически готовый КОМПАС-3D v23. В этом году в команду «альфа» вошли сотрудники предприятий Объединенной двигателестроительной корпорации и заслуженные испытатели новых версий САПР из Москвы и Новосибирска. Главная задача участников тестирования — попробовать своими руками, как реализованы их пожелания к системе проектирования. Смотреть полностью
    • Udav817
      второму размеру квалитет выше 9 уже не назначить. это будет бред, который можно и нужно округлить, т.к. значение отклонения превышает значение низшего разряда значащей части размера. а если у обоих размеров 7 квалитет, то с чего бы они оценивались по-разному?
    • roiman
      По картинке у вас идёт контакт зуба "кулачка" с роликом цепи и всё. Профиль никак не задействован. Это не кулачок. Цепь просто передаёт усилие от пружины. Задача этого т.н. "кулачка" - перевести горизонтальное усилие от пружины в вертикальное, наверно. А дальше. Дальше непонятно. Как коромысло закреплено. Где ось вращения. Что это за 3 отверстия. И пр. Скорей всего, регулировка момента проводится просто изменением плеча усилия контакта зуба от оси вращения. Но это, опять же, догадки.   Но мне неинтересно больше. Можете не тратить своё время на объяснение. Достаточно уже моего потраченного. Очевидно, что вы не хотите решить производственную задачу, а просто выполняете поручение, и результат вам не важен.   Ну, не знаю. Зрение, конечно, не идеальное, но на картинке вижу подобие выступов и  впадин. Ещё один аргумент в пользу того, что вы большей части начальных условий задачи не дали. Не удивлюсь, что там есть еще элементы в конструкции, которые снова поменяют постановку задачи.     Вам уже сказали, что это не методичка. Это статья, написанная по-быстрому на коленке, чтобы выполнить годовой кафедральный план на кол-во публикаций. Максимум, что можно из неё взять - схему, и то, половинчатую, т.к. всё интересное упоминается парой малозначащих предложений.   Запятые, пунктуация... Челябинское предприятие, производящее пантографы, делает пантографы для трамваев ПК ТС. Не УКВЗ. Но я мало, что знаю про него. Видел на выставке издалека их стенд. Хотя в вашем предложении можно найти двойной подтекст, учитывая кем работал Иванов, и какое отношение Винокур имел к УКВЗ.   Ладно, закончим. Спасибо за ваше уделённое время и ответы.
    • Guhl
      Питание (6.. 7В) надо подавать на XCommand-24 (V6BACKUP) Параметры сливать либо программой 2000WU.EXE, либо руками переписать Если привод управляется не по модбас, то все не так уж и страшно выглядит. Если по модбас, то либо настраивать чпу, либо ставить между чпу и приводом отдельный плк    
    • Udav817
      https://cccp3d.ru/forum/109-размещение-заказов/
    • Udav817
      на онлайн-курсах по IT организаторы курсов зарабатывают деньги на цензура хомячках, которые верят, что после этих курсов смогут найти работу по данной специальности в какой-нибудь (желательно крупной) IT-компании. ну, смогут. например, уборщиком в двагисе или курьером в йандексе. а вот инженером стать... тут и 5 курсов универа не помогут. там только базу и теорию засовывают в голову. часто даже ногами. многое из этого не влезает и вываливается, свисает макаронинами на засохших извилинах, которые вылезли через зад у студента, пытающегося в ТММ/ДМ за две ночи до экзамена сделать курсач. многие вещи приходится уже в процессе работы заново изучать. а что-то даже забыть и переучиться. курсы на инженера (норм. уровень, а не ламер какой-то) если и будут, то длиться будут года два минимум, с дом. заданиями, практикой и стоить будут почти как вторая вышка по данной специальности. а если бесплатно - смотрите на ютубе как пакистанцы в гараже чинят шины, блоки цилиндров, растачивают валы и будет вам счастье. когда-нибудь вы сможете так же. благо, страна наша к этому уровню максимальными темпами движется.
×
×
  • Создать...