Перейти к публикации

Расчет на прочность радиатора отопления


Рекомендованные сообщения

Считаем стальной радиатор отопления. Интересует расчет на прочность при рабочем и испытательном внутреннем давлении – 9 и 13.5 Атм.

Сделали модель радиатора в 3D, на ее основе создали оболочечную модель. Нагрузили изнутри давлением. Получили:

При рабочем давлении 9 Атм - эквивалентные напряжения на уровне 250 МПа, что ниже предела текучести стали (DC01), но довольно высоки.

При испытательном давлении 13.5 Атм - эквивалентные напряжения на уровне 380 МПа, что близко к пределу прочности.

Сделали расчет в 3D, уровни напряжений получили примерно те же.

 

Возникло сомнение в верности граничных условий, а именно в нагружении изнутри по всей поверхности рабочим и испытательным давлением. Может быть следует рассчитать связанную задачу? Но тогда неясно, какой перепад давления задавать между входом и выходом из радиатора, то есть мы не знаем гидравлическое сопротивление радиатора.

Или не стоит заморачиваться, а принять полученные значения несмотря на то, что кажутся завышенными.

 

 

3D модель радиатор.png

stress радиатор.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
Только что, Jesse сказал:

не. Я про выбор критерия. В нормах, бывает, оценивают только мембранным (допускаемые суть только мембранные напряжения). А бывает критерий мембрана+изгиб. Когда какой критерий выбирать тоже нетривиальная задачка..:smile:

В любом случае, в ГОСТ 34233.1 — 2017 допускаемых напряжений выше 196 МПа я не нашел, а реально это около 150 МПа. У меня даже рядом таких цифр не получается.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Только что, dolivanov сказал:

В любом случае, в ГОСТ 34233.1 — 2017 допускаемых напряжений выше 196 МПа я не нашел, а реально это около 150 МПа. У меня даже рядом таких цифр не получается.

150 МПа это какие напряжения?

2 минуты назад, dolivanov сказал:

С коррозией следующий этап.

1 этап - считаем без коррозии.

2 этап - делаем стенку тоньше. Я нашел данные для радиаторов отопления ежегодное снижение толщины стенки в зависимости от жесткости воды. Был эксперимент, исследовались такие же радиаторы.

Вы будете делать двойную работу. Но благо в воркбенч толщину оболочки поменять не сложно. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что такое мембранные напряжения? 

Я правильно понимаю, что у оболочки нужно учитывать напряжения с учётом деформации, т. е.  изменения первоначальной формы. и именно это и называют мембранными напряжениями?

Боюсь, сам не уловлю быстро из номинальных определений. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 минут назад, статист сказал:

150 МПа это какие напряжения?

Вы будете делать двойную работу. Но благо в воркбенч толщину оболочки поменять не сложно. 

150 - допускаемые напряжения для сталей из ГОСТа при 100 градусах Цельсия. Моей марки стали в ГОСТе нет, смотрю примерные цифры из него.

По поводу воркбенч - поэтому и считаю в оболочках, чтобы было просто менять толщину. 

В 3D постановке тоже прикинул, напряжения получаются тоже высокие, около 250 МПа, что с оболочечной постановкой сошлось. 

Считал с разными условиями закрепления, в полной и симметричной постановках, результат примерно одинаковый, меня не устраивает.) Поэтому и думаю в сторону решения связанной задачи, хотя с ней возни будет намного больше. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
11 минут назад, dolivanov сказал:

в ГОСТ 34233.1 — 2017

попробуйте вывести не Мизес, а макс касат напр.
крит.jpg
По моему опыту они, как правило, получаются больше.. но мало ли.

 

11 минут назад, dolivanov сказал:

допускаемых напряжений выше 196 МПа

у вас весьма большой спектр допускаемых.
сигма.jpg
Покурите, мало ли [g]R даст намного бОльшие допускаемые.. типа и изгиб, и мембрану местные/общие учитывает, и температуру

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30 минут назад, dolivanov сказал:

или же надо решать связанную задачу, выяснить распределение давления теплоносителя

А зачем? Если батарея будет иметь высоту 1 метр то за счет гидростатики в ней разница давлений будет порядка 0.1 атм. Т.е. вместо 13.5 атм вы получите от 13.4 до 13.5. На результат это практически не повлияет.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 минут назад, Кварк сказал:

Что такое мембранные напряжения? 

кваква.jpg

8 минут назад, Кварк сказал:

Я правильно понимаю, что у оболочки нужно учитывать напряжения с учётом деформации, т. е.  изменения первоначальной формы

не)

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

А зачем? Если батарея будет иметь высоту 1 метр то за счет гидростатики в ней разница давлений будет порядка 0.1 атм. Т.е. вместо 13.5 атм вы получите от 13.4 до 13.5. На результат это практически не повлияет.

Согласен, но мало ли.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 минуту назад, Jesse сказал:

кваква.jpg

не)

Напряжения распределяются равномерно у мембраны , а в случае балки - нет. Правильно? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 минут назад, Кварк сказал:

Напряжения распределяются равномерно у мембраны , а в случае балки - нет. Правильно? 

Общие напряжения по толщине оболочки раскладываются на мембранные (равномерное распределение по толщине) + изгибные (по краям максимум, в центре ноль). Для твердых тел, если вычленять линеаризованные напряжения, еще могут появиться пиковые напряжения.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 минут назад, статист сказал:

Общие напряжения по толщине оболочки раскладываются на мембранные (равномерное распределение по толщине) + изгибные (по краям максимум, в центре ноль). Для твердых тел, если вычленять линеаризованные напряжения, еще могут появиться пиковые напряжения.

Ну они откуда появляются такие равномерные? Из-за учёта деформации оболочки: принятия ей новой формы, наиболее выгодной по распределению напряжений, правильно? То есть оболочку раскладывают на мембрану, жёсткость которой очень мала и балку (пластину). Так? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 минут назад, Кварк сказал:

Так? 

иди лучше книжки почитай которые тебе скинули:biggrin:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, dolivanov сказал:

При испытательном давлении 13.5 Атм

испытание - в статике. так что никакой связанной Вам не надо. просто прикладываете давление изнутри.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 минут назад, soklakov сказал:

испытание - в статике. так что никакой связанной Вам не надо. просто прикладываете давление изнутри.

 

Ну и мне непонятно, почему напряжения выше допустимых даже при нормальном давлении, а не при испытательном. Исходя из их экспериимеетов, радиатор рвется при давлении выше 20 Атм.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, статист сказал:

Запасы можно даже поменьше брать, у Вас же не газ

:no: вот тут требуют 

Снимок000.JPG

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А прав лия, если буду утверждать, что:

1. Если напряжение в конструкции не больше предела текучести, то она не разрушится, металл не потечёт при однократном таком нагружении. 

2. Если напряжение в конструкции ниже допустимого (или предела выносливости), то при таком нагружении конструкция будет работать условно бесконечно?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 минут назад, dolivanov сказал:

Если напряжение в конструкции не больше предела текучести, то она не разрушится, металл не потечёт при однократном таком нагружении. 

неправильно, потому что в статике вы много чего не учитываете (например, динамический характер нарастания давления и много чего ещё). Поэтому и делают запасы - берут как критерий не предел текучести, а допускаемые

 

16 минут назад, dolivanov сказал:

Если напряжение в конструкции ниже допустимого (или предела выносливости), то при таком нагружении конструкция будет работать условно бесконечно?

да, но тут опять-таки надо брать допускаемые с опр-м коэф-м запаса по отношению к пределу выносливости..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@dolivanov , а Вы для какой страны считаете свои батареи? Это я к тому, что Вы, как-то подозрительно, давление меряете атмосферами, и материал у Вас, по евронормам. Если Ваши батареи не для постсоветского пространства, то и считать их наверное, надо по евростандартам, а по ним, ели я не ошибаюсь, требования мягче. Помнится, после снятия "железного занавеса", много народу пострадало от европейской сантехники, которая просто лопалась на российском водопроводе и отоплении.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30 минут назад, vasillevich68 сказал:

@dolivanov , а Вы для какой страны считаете свои батареи? Это я к тому, что Вы, как-то подозрительно, давление меряете атмосферами, и материал у Вас, по евронормам. Если Ваши батареи не для постсоветского пространства, то и считать их наверное, надо по евростандартам, а по ним, ели я не ошибаюсь, требования мягче. Помнится, после снятия "железного занавеса", много народу пострадало от европейской сантехники, которая просто лопалась на российском водопроводе и отоплении.

Для России. Атмосферы мне самому привычнее, а сталь - такую дал заказчик.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
45 минут назад, vasillevich68 сказал:

Помнится, после снятия "железного занавеса", много народу пострадало от европейской сантехники, которая просто лопалась на российском водопроводе и отоплении.

Эээ... я бы попросил бы на "гей-европу" не наезжать. Лопаются потому как у нас давление в системе снабжения выше, чем в Европе.

 

@dolivanov , послушайте, у вас же все норм при шапочном знакомстве с вашей задаче. Допустимые сколько? min(σт(t)/1,5; σm(t)/2.4)? Потом на 1,5 умножайте. Сколько будет? Вообще ГОСТ почитайте внимательно. Все у вас норм на первый взгляд. Вы не абсолюты смотрите, а соотношения... Вам уже @статист раза два минимум на это указал.

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.




×
×
  • Создать...