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.




  • Сообщения

    • ДОБРЯК
      Нулевых частот может быть любое количество. Вот эта матрица не будет вырождена.    
    • Orchestra2603
      Речь идет о собственных векторах, связанных с нулевым СЗ. Вы же понимаете.
    • ДОБРЯК
      Для сложных систем их может быть и 100 и 200 и 1000...
    • maxx2000
      @Artas28так надо рецепт в массы нести, а то Ванёк ничему не научится
    • Orchestra2603
      Выкидываем не в смыле, что мы ее вырезаем.. Простите мне эту вольность)) Просто там две одинаковые строки. Достаточно рассмотреть только одну. Нет смысла хранить вторую строку в матрице, поскольку она ничего не привносит. Вы можете совершенно формально взять полученный i-й собственный вектор, умножить на матрицу K-lambda_i*M и получиь нулевой вектор.   На самом деле.. Мне прям пришлось прям подумать над аналогией с включением закрепления в статике. И это было полезно и интересно. Так что вам спасибо за "подгон", что называется )) Но все-таки разница есть ...   Вот у вас в статике:   И здесь действительно получается, что если мы зафиксируем, например, положив a=0, то это будет эквивалентно "выкидыванию" 1-го стобца и 2-й строки, и решению уже такой модифицированной невырожденной системы *в данном случае вообще тривиальной). При этом f2 просто станет узловой реакцией и определится как -f1 автоматически: К слову, можно положить любой a, не только нулевой. Результат будет такой же для сил, но прогибы, ясное дело, поменяются.   Но это отличается от нашей задачи на собственные значения. У нас нет внешних сил {f}.  А знaчит и упругие силы [K]{x} в системе должны быть равны нулю. И для нулевой собственной частоты мы по сути ищем такой набор перемещений, при которых в системе отсутствуют упругие силы.  И таких наборов перемещений бесконечно много. Вообще говоря, для трехмерных более сложных систем оказывается, что существует до 6-ти базисных векторов (понятно, что связанных с движениями как твердого целого), и любая линейная комбинация из этих векторов будет решением такой задачи. Но нам не нужно само решение! Нам нужен как раз сам базис пространства решений! Причем, сами вектора в этом базисе нас интересуют с точностью до множителя, ь.е. таких базисов можно напридумывать бесконечно много. Но нам нужен толкьо какой-то один базис, и всего-то. В этой простейшей задачке - это просто один вектор  {1, 1}. Можно взять {2,2} или {e,e} - не имеет значения, нас любой из них строит. И нам этого достаточно.    Обратите внимание, что этот вектор нельзя получить из задачи статики, где {f} ≠ {0}, положив какое-то значение для a, т.е. внедрив какое-то "закрепление" в вашей интерпретации.  Пожтому я убежден, что это другая задача, т дело тут не в закреплениях.   Не понимаю, про какую вы матрицу
    • Viktor2004
      Туда вроде наоборот заносится значение какое-то, но не считывается Смотрю чужие программы, там вроде только 8549 используют. При чем у них в программах циклы поболее моих, которыми я круги чертил O4198 ; #500=#8549 ; IF[ #8549 EQ 0 ] THEN ; #10409=0 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 134 && #10409 EQ 0 && #10422 NE 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=FIX[#10422 / 10] ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 48 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 0 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 49 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 1 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 50 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 2 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 51 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 3 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 52 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 4 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 53 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 5 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 54 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 6 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 55 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 7 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 56 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 8 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 57 && #10409 EQ 0 ] THEN ; #10409=1 ; #10422=#10422 * 10 + 9 ; #10427=1 ; ENDIF ; IF[ #10422 GT 9999 ] THEN ; #10422=FIX[#10422 / 10] ; ENDIF ; IF[ #500 EQ 249 && #8500 EQ 4170 ] THEN ; #8500=4601 ; M99 ; ENDIF ; IF[ #500 EQ 240 ] THEN ; IF[ #8500 EQ 4174 || #8500 EQ 4173 || #8500 EQ 4177 ] THEN ; #8500=4170 ; M99 ; ENDIF ; IF[ #8500 EQ 4178 ] THEN ; #8500=4170 ; M99 ; ENDIF ; ENDIF ; IF[ #500 EQ 248 && #8500 EQ 4170 && D34.0 NE 0 ] THEN ; #8500=4174 ; M99 ; ENDIF ; IF[ #500 EQ 247 && #8500 EQ 4170 && D30.4 EQ 1 && D29.6 EQ 0 ] THEN ; #8500=4175 ; M99 ; ENDIF ; IF[ #500 EQ 246 && #8500 EQ 4170 && D35.0 EQ 1 && D35.4 EQ 1 ] THEN ; #8500=4178 ; M99 ; ENDIF ; IF[ #8549 EQ 152 && #10409 EQ 0 && #10422 EQ 5656 ] THEN ; #8500=4177 ; M99 ; ENDIF ; M99 ;  
    • nicomed
      Как победить проблему с блокированием сегментов эскиза не знаю. Поэтому пока полумеры... Ввел активацию чертежного листа после разрыва линии. Для разблокирования сегментов после закрытия программы двойным кликом активировать чертежный вид, где надо двигать сегменты эскиза. Добавил настройки. Можно настроить величину генерируемого зазора в  файле options.xml. По толщине и стилю линии, если кто подскажет как прочитать стиль и толщину выбранной кромки ( силуэтной кромки), то тогда можно будет "напосмотреть".   Пару раз натыкался на такой глюк - остается только один сегмент эскиза, грешу на рассинхронизацию работы солида и приложения. EdgeTrim_v3.3.zip
    • si-64
      да, это работает. спасибо. но как то особо не работал со слоями, нужно прямо заморачиваться(
    • nicomed
    • Stanislav
      Фрезеровка и токарка ЧПУ. Территориально Нижний Новгород, отправка в регионы ТК. Фрезеровка Алюминия и его сплавов, Латунь, Текстолиты, Сталь в небольших объемах. Токарка как цветные так и черный металлов и неметаллов. Габариты деталей для фрезеровки порядка 400мм*600мм. Оплата, пока что, наличные или на карту. Чертежи и модели отправлять на почту 0563506@mail.ru там же все согласования и обсуждения.
×
×
  • Создать...