Примеры расчетов на циклическую прочность по ПНАЭ Г-7-002-86 с применением Ansys WB Static structural

[кино84 32]

Добрый день, уважаемые коллеги. Ни у кого нет расписанного примера расчета цикл.прочности по ПНАЭ Г-7-002-86 ???

В WB в Static structural я планирую получать максимальные напряжения в местах их концентрации. И далее эти напряжения уже подставлять в формулы ПНАЭ в п.6 "РАСЧЕТ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ", либо в формулы приложения 12 "УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ" для определения допускаемого количества циклов. Речь идет не о применении инструментов ANSYS Motion Fatigue, не путайте.

Если у кого-нибудь есть отчеты или примеры по таким расчетам, то поделитесь пожалуйста. Буду весьма благодарен.

[Bonus 70]

3 минуты назад, кино84 сказал:

Это называется расчет трубопроводов на самокопенсацию. Это РД 10-249 п.5.2. Если не ошибаюсь.

ASME, EN и ПНАЭ основаны на одной базе и одном подходе и не важно. что как и где называется. Это все равно что обсуждать в чем точнее мерить температуры у цельсиях или кельвинах. Я работаю в EN но большинство книг написано по ASME поэтому приходиться читать и то и другое. Предлагаю не зацикливаться сугубо в ПНАЭ, так как по этому коду написано еще меньше. РД 10-249 вообще не знаю. Расчеты труб можно делать по коду сосудов под давлением. В частности мы фатиг на трубы считаем по сосудному коду. Т.е. они взаимосвязаны. Там есть прямые ссылки на это. Но классический расчет труб, по трубному коду EN 13480 или ASME B31.3 делается так как я описал выше. В случае расчетов по сосудному коду встает вопрос с концентрациями напряжений, то что стоит перед вами. И зачастую сложно отделить пик от первичного напряжения. В этом случае полезно понимать как считать по трубному коду, что бы в целом понять, что такое первичное напряжение, что вторичное, а что пиковое.

[кино84 32]

РД 10-249 - нормы расчета паровых котлов и труб для теплоэлектростанций (ТЭС). Все наши ТЭС посчитаны по этим нормам. 

Полагаю, что в EN и ASME расчет pressure design - это "по нашему" расчет толщины стенки трубы от давления. В  ГОСТ 34233.2 на сосуды то же самое. То, что расчет pressure design идет по первичному критерию (как Вы @Bonus написали), в переводе на наш язык имеется в виду, что расчет толщины стенки идет только по общим мембранным напряжениям. У меня даже вериф.расчетик обечайки был Ansys - ГОСТ 34233.2. Там общ.мембранные показало одинаковые. Это самый простой случай. Хоть в нем все понятно.

 

Изменено 14 июня 2022 пользователем кино84

[LazyBitch 275]

21 минуту назад, Bonus сказал:

ASME, EN и ПНАЭ основаны на одной базе и одном подходе и не важно. что как и где называется.

Скрытый текст

  

  

41 минуту назад, Bonus сказал:

55 минут назад, LazyBitch сказал:

В нормативной терминологии это первый этап, который именуется не иначе как "расчет по выбору основных размеров".

 

В ASME и EN первый расчет называется pressure design.

 

Я так и не поняла, важно или нет? Кстати, у Вас ранее биполярное расстройство не диагностировали?

[кино84 32]

@LazyBitch и @Bonus ну хватит уже колоть друг друга. 

[Fedor 1 597]

Цитата

На самом деле давление трубы вообще не вносит никакого вклада в НДС

Распределенная по поверхности нагрузка есть, а напряжений нет. Интересная мысль если взглянуть на балку как окружность очень большого радиуса. На примере балки это была бы перерезывающая сила и касательные напряжения от нее... 

 

 

[Bonus 70]

17 минут назад, кино84 сказал:

РД 10-249 - нормы расчета паровых котлов и труб для теплоэлектростанций (ТЭС). Все наши ТЭС посчитаны по этим нормам. 

Полагаю, что в EN и ASME расчет pressure design - это "по нашему" расчет толщины стенки трубы от давления. В  ГОСТ 34233.2 на сосуды то же самое. То, что расчет pressure design идет по первичному критерию (как Вы @Bonus написали), в переводе на наш язык имеется в виду, что расчет толщины стенки идет только по общим мембранным напряжениям. У меня даже вериф.расчетик обечайки был Ansys - ГОСТ 34233.2. Там общ.мембранные показало одинаковые. Это самый простой случай. Хоть в нем все понятно.

 

В сопромате у нас две формулы для сосуда (цилиндрического) и наиболее критичен разрыв вдоль оси, т.е. окружное напряжение. Разница в два раза. Когда же считаем в продольном направлении, то там напряжение от давления в 2 раза меньше, чем в окружном. Поэтому важен довесок от других нагрузок, например от момента, но нужно понимать что почти половина может быть уже съедена на давлении. Нагрузки в трубах у нас в основном: давление, вес и температура. Первые две нагрузки первичны, а третья вторична, так как само уравновешивается. Так вот, третьей формулы в радиальном направлении нет в общем случае только для толстостенных сосудов, когда оболочка соотносится с внутреннем диаметром. Но это не ваш случай. Если считать эквивалентное напряжение например для фатига, то давление, как радиальное напряжение можно учитывать, но только для внутренней точки. То что даже внутренюю точку можно рассматривать как плоскую задачу это видно по кругам Мора. В доказательство я привел ссылку на хелп. Хроническая тупизна некоторых экспертов вас не должна смущать. Они ищут сложность и проблемы там где их нет.
Чаше всего первого расчета по pressure design достаточно, а далее мы подбираем опоры и температурные компенсаторы не меняя толщины трубы. Но первичный критерий это первичные нагрузки: давление и вес, так как они не самокомпенсируются. Температура самокомпенсируется и более критична для усталости. Поэтому и допускаемое напряжение разное на первичные нагрузки и вторичные. Вторичные (температурные нагрузки) вообще рассматриваются как диапазон и допускаемое напряжение оценивается с учетом выхода на площадку текучести и учитывается фактор усталости (это еще не усталостный расчет).

 

Если считать, как сосуд, то немного сложнее. Но нужно основываться на определении первичных нагрузок, а это те нагрузки которые выдерживают общий баланс сил + они не самокомпенсирующиеся (т.е. это не температура и не наложенные перемещения. Что такое общий баланс сил это сила на площадь и момент на момент сопротивления для все площади сечения (в нашем случае трубы). В сложной конструкции сложно выбрать критическое сечении и баланс сил для него. Поэтому можете использовать более консервативный метод. Т.е. не учитывать те зоны которые явно в зоне концентратора. И их уже оценивать на мембрану и бендинг.

 

Как выделить вторичные напряжения, можно поступить также как и в трубах, учитывать влияние температуры в отдельно анализе.

6 минут назад, Fedor сказал:

Распределенная по поверхности нагрузка есть, а напряжений нет. Интересная мысль если взглянуть на балку как окружность очень большого радиуса. На примере балки это была бы перерезывающая сила и касательные напряжения от нее... 

 

 

Я такого не говорил. Я имел ввиду, общем случае расчета труб радиальной компонентой можно пренебречь. Так как для обычных труб, 10МПа на внутреннем диаметре это не много, но это серьезное давление которое вызовет существенное напряжение на разрыв вдоль трубы и половина от этого на разрыв поперек.

Шарик вообще можно считать мембраной, для мембраны вообще радиальное напряжение не принимают в расчет, но это не значить, что он не может лопнуть под давлением.

Да есть расчеты толстостенных труб, либо составных труб в сопромате, там радиальное давление вносит один из основных вкладов.

[Fedor 1 597]

http://www.soprotmat.ru/lectuprugost3.htm   Вообще-то лучше учесть чтобы жить спокойно. Тем более при использовании мкэ :)

[LazyBitch 275]

а меня одну смущает, что тема началась вот с этого

Скрытый текст

14.04.2022 в 14:22, кино84 сказал:

Имеется оболочечная модель штуцера и обечайки.

27.05.2022 в 16:49, кино84 сказал:

Ни у кого нет расписанного примера расчета цикл.прочности по ПНАЭ Г-7-002-86 ???

В WB в Static structural я планирую получать максимальные напряжения в местах их концентрации.

 

а с лёгкой подачи эксперта @Bonus обсуждается вот это

53 минуты назад, Bonus сказал:

в общем случае расчета труб радиальной компонентой можно пренебречь

потому что

3 часа назад, Bonus сказал:

у вас плоское напряженное состояние. Так как даже давление от трубы вносит не значительный вклад в радиальное напряжение и гаснет в трубе относительно хорошо.

Автора интересует анализ местной прочности аппарата. А @Bonus ему вешает лапшу про общую прочность труб.

Изменено 14 июня 2022 пользователем LazyBitch

[soklakov 1 475]

1 час назад, LazyBitch сказал:

Автора интересует анализ местной прочности аппарата. А @Bonus ему вешает лапшу про общую прочность труб.

есть такой анекдот про студента, который только билет про блох выучил.

[кино84 32]

Тему про тензор и получение экв.нап-ий из его компонентов я хотел отдельным топиком сделать. Изначальная тема плавно переросла в эту. 

[кино84 32]

Коллеги, может кто знает. Где-нибудь в нашей стране можно пройти платные курсы расчетов цикл.прочности по нормам ПНАЭ? Знаю, что подобными расчетами владеют Гидропресс в г.Подольске и ЦКТИ в Питере. Может кто-то кого-то еще знает. Буду благодарен за любую подсказку.

[Мыслящий тростник 3]

Добрый день, коллеги.

Нередко пользуясь полезными советами и ценной информацией, содержащимися в обсуждениях на форуме, совершенно случайно наткнувшись и на эту ветку, всё же решил зарегистрироваться и поделиться своим опытом по данной теме. Не считаю чем-то сложным для численной реализации алгоритма методику расчёта циклической прочности согласно ПНАЭ. В своё время, когда появилась необходимость в данных расчётах, даже поленился написать программку - просто составил расчётный алгоритм в таблицах Excel. Ниже прилагаю ссылку на архив с файлом *.xlsx и выдержку из ПЗ с расчётом. Надеюсь, информация окажется кому-нибудь полезна.

https://disk.yandex.ru/d/435VZt3Js-MPqA

[Bonus 70]

18 часов назад, Мыслящий тростник сказал:

Добрый день, коллеги.

Нередко пользуясь полезными советами и ценной информацией, содержащимися в обсуждениях на форуме, совершенно случайно наткнувшись и на эту ветку, всё же решил зарегистрироваться и поделиться своим опытом по данной теме. Не считаю чем-то сложным для численной реализации алгоритма методику расчёта циклической прочности согласно ПНАЭ. В своё время, когда появилась необходимость в данных расчётах, даже поленился написать программку - просто составил расчётный алгоритм в таблицах Excel. Ниже прилагаю ссылку на архив с файлом *.xlsx и выдержку из ПЗ с расчётом. Надеюсь, информация окажется кому-нибудь полезна.

https://disk.yandex.ru/d/435VZt3Js-MPqA

Вы рабочие напряжения как определяете в FEM? Как даете оценку уровня напряжений вокруг патрубка?

Изменено 22 июня 2023 пользователем Bonus

[Мыслящий тростник 3]

В данном "примере" оценивалась возможность ограничения количества циклов "пуск-останов" из условия сопротивления малоцикловой усталости - соответственно, задача линеаризации напряжений, оценки общего уровня напряжённости для сравнения с нормами не стояла - целью было получение максимального местного напряжения в каком-либо концентраторе, для чего просто была проведена серия расчётов МКЭ со сгущением сетки - короче, в данном случае тупо брал более-менее адекватное число из "верха" шкалы интенсивности напряжений.

[Bonus 70]

52 минуты назад, Мыслящий тростник сказал:

В данном "примере" оценивалась возможность ограничения количества циклов "пуск-останов" из условия сопротивления малоцикловой усталости - соответственно, задача линеаризации напряжений, оценки общего уровня напряжённости для сравнения с нормами не стояла - целью было получение максимального местного напряжения в каком-либо концентраторе, для чего просто была проведена серия расчётов МКЭ со сгущением сетки - короче, в данном случае тупо брал более-менее адекватное число из "верха" шкалы интенсивности напряжений.

ПНАЭ старый код и он плохо адаптирован для МКЭ. Если вы пишете об усталости, то там в любом случае надо рассматривать концентраторы напряжений, вокруг патрубка сварной шов, там должны быть применены другие допустимые диапазоны напряжений не такие как для свободной не свариваемой поверхности. Они существенно ниже и не зависят от таких факторов как шероховатость например. Предполагается что дефект уже есть и он хуже того, что может быть в не сварной конструкции, если только вы не обработаете сварной шов специальным образом. Напряжения в зоне перехода оболочка-катет шва зависят от плотности сетки и практически не возможно подобрать правильный размер при адекватном построении всей модели, как делаете вы. Поэтому, используются специальные подходы когда мы берем напряжения без учета сварного шва, но с учетом его жесткости. Например в двух точках до шва, 0,4Е и 1,0Е на расстоянии от toe шва, где Е это толщина оболочки и далее экстраполируется. Но там есть множество нюансов и вопросов, например сколько элементов по толщине, есть ли смысл покрывать оболочками солиды, линейные или квадратичные элементы, в общем результат будет разный. Что касается вашего подхода, то там вообще пальцем в небо.

[Мыслящий тростник 3]

Согласен со всем сказанным... Но в данном случае, а это был "достаточно конъюнктурный" расчёт, все отмеченные нюансы были непринципиальны - и так понятно, что усталость не ограничивает количество циклов "пуск-останов"... и, разумеется, код ПНАЭ совсем "не заточен" на расчёты МКЭ - обычно пользуюсь этим алгоритмом при расчётах по инженерным методикам... Ну а этот расчёт выложил именно как "пример", о чём и был запрос в начале ветки форума...