Оценка прочности сварного шва.

[Jesse 960]

требуется оценить прочность шва в стыке крыша-обечайка радиуса R от усилия F или равномерного давления (упрощённая модель на рис ниже, реальная конструкция сложнее - с рёбрами со всеми делами..).

Вытаскиваю эквивалентные усилия на кромке из МКЭ, используя опцию "Сила свободного тела".

Со срезом всё понятно.

С изгибом не очень...

Чтобы получить изгибные напряжения, нужен момент. Суммарный момент силы М по окружности ноль (данные проги, видимо она как-то суммирует вдоль окружности с учётом знака и получается ~0 ).
Но ведь мы можем аналитически чисто прикинуть M=F*R и далее сигма=M/W, где W - момент сопротивления ? Или так нельзя делать?
По моей методе изгибные напряжения получаются ~1 МПа.

Если считать по нормативке (пример ПНАЭ), то там оперируют погонным моментом

Значения получаются намного выше... примерно на 3 порядка.
 

Кто как считает?
Думаю далее ещё прикинуть расчет МКЭ с нарисованным швом и прогнать в осесимметричной поставновке, для успокоения души заказчика. 

Но пока что застрял на аналитическом расчёте...

[jtok 814]

2 часа назад, Jesse сказал:

вот оригинал моделька

По моему опыту вот здесь должен быть уголок вальцованный по периметру.

Скрытый текст

Вы посмотрите серии на верт. резервуары, например на нефтепродукты. Во всех сериях решение такое, иначе у вас при монтаже верх стенки гулять будет. Также монтаж упрощается. Также снижается влияние сварных швов на качество узла.

[Jesse 960]

1 минуту назад, jtok сказал:

По моему опыту вот здесь должен быть уголок вальцованный по периметру.

такую вот шляпу придумали (не я)

[maxx2000 539]

2 минуты назад, Bonus сказал:

В сварке же, мы проходим эти температуры быстро.

так и я о том, зерно просто не успевает вырасти.

[jtok 814]

1 минуту назад, Jesse сказал:

такую вот шляпу придумали

Мдя... Всё заново изобретают(

[Bonus 70]

10 минут назад, maxx2000 сказал:

так и я о том, зерно просто не успевает вырасти.

Там другие проблемы, тетка на видео правильно говорит, там выделение хрома между зерен в виде карбида хрома, а снижение хрома на границе самого зерна менее 8% что приводит к снижению защитных свойств. Но опять же, это критично там где температуры высокие и агрессивные среды, там да отдельная спецификация на проекте и подключаются специалисты которые дают инструкции прочнистам, если такое есть. Но обычно это не критично, если соблюдены обычные требования к сосуду под давлением, часть я описал выше. И к сварке это отношения не имеет. Опять же сертифицированной сварке. Проблемы начинаются когда конструктор начинает выеживаться и придумывать велосипед, а след за ним прочнист. В итоге попытка сэкономить три рубля и показать какой ты умный приводит к потере времени и денег.

[lem_on 63]

13 минут назад, Bonus сказал:

Но опять же, это критично там где температуры высокие и агрессивные среды

Выдеру кусок из контента, где совсем неправда написана. Найдите информацию как вообще узнали что существует межкристалинная корозия, потом делайте заявления про высокие температуры и агрессивные среды. 

Изменено 24 мая 2023 пользователем lem_on

[Bonus 70]

12 минут назад, lem_on сказал:

Выдеру кусок из контента, где совсем неправда написана. Найдите информацию как вообще узнали что существует межкристалинная корозия, потом делайте заявления про высокие температуры и агрессивные среды. 

См. видео приведенное выше с 5:08

https://www.youtube.com/watch?v=nyGOm1TeSYI&t=169s

Либо читайте про ползучесть, например (первое в поиске):

https://leg.co.ua/arhiv/generaciya/nadezhnost-metalla-energooborudovaniya/Page-4.html

Цитата

Изучение структурных превращений, которые происходят при медленной деформации железа в мягкой стали в условиях ползучести, было начато Дженкинсом и Меллором [150]. Ими было показано, что при испытании образцов на длительную прочность с повышением температуры обнаруживалось небольшое число полос скольжения и наиболее существенные превращения в микроструктуре заключались в изменении границ зерен, которые становились более широкими. При этом наблюдалось относительное перемещение кристаллов относительно друг друга. По границам зерен образовывались трещины, которые приводили к межкристаллитному разрушению образцов. В противоположность этому при сравнительно низких температурах в микроструктуре были видны полосы скольжения и разрушение образцов происходило путем образования шейки. Таким образом, при высоких температурах границы зерен определяют в первую очередь деформацию при ползучести.

 

[lem_on 63]

Чё за форум то? На конкретный вопрос дают кучу ненужной информации, но только не ответ. Я спросил знаете ли вы откуда вообще узнали про межкристалинную корозию что бы заявлять про температуры и агрессивные среды.

[Bonus 70]

8 минут назад, lem_on сказал:

Чё за форум то? На конкретный вопрос дают кучу ненужной информации, но только не ответ. Я спросил знаете ли вы откуда вообще узнали про межкристалинную корозию что бы заявлять про температуры и агрессивные среды.

В моей работе таких проблем/задач не было. Хотя обсуждали вопросы ползучести и термообработки которые приводят к выделению хрома между зерен. Остальное подчитывал в сети. Но в целом, на данный момент задача не стоит в этом направлении. И не вижу проблем здесь, в этом форуме, связанных со сваркой. Основная проблема нержи, у нас, во время сварок это поводки.

[Fedor 1 597]

Цитата

думаете тут с двух сторон приварят? 

Тут логично в углу сварить с двух сторон, и потом соединить где нибудь уже на ровном месте. Примерно так как соединяют в жд цистернах. Только там без углов с закруглениями по концам цистерн делают. 

Изменено 24 мая 2023 пользователем Fedor

[ДОБРЯК 603]

19 часов назад, Jesse сказал:

аналитическим методом получилось 1 МПа

смущает пока что одно: в МКЭ расчете (осесимметричная постановка) напряжения на два порядка больше в окрестности шва и в самом шве

Разбираться нужно с тем почему в МКЭ расчете напряжения в СТО)) раз больше. Если даже вы вынете реакции из МКЭ и посчитаете аналитически, то напряжения не будут меньше в 100 раз.

Я бы начал с того, что сделал КЭ модель по общим узлам и проварил бы шов. И посмотрел напряжения в конструкции.  Если напряжения всё равно будут большими, то нужно делать модель которая соответствует реальной конструкции.

У вас в конструкции напряжения больше в 100 раз а вы сварной шов считаете... :=)

[Bonus 70]

4 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Разбираться нужно с тем почему в МКЭ расчете напряжения в СТО)) раз больше. Если даже вы вынете реакции из МКЭ и посчитаете аналитически, то напряжения не будут меньше в 100 раз.

Я бы начал с того, что сделал КЭ модель по общим узлам и проварил бы шов. И посмотрел напряжения в конструкции.  Если напряжения всё равно будут большими, то нужно делать модель которая соответствует реальной конструкции.

У вас в конструкции напряжения больше в 100 раз а вы сварной шов считаете... :=)

Что там не так? Линейная модель, угол в 90 град, чем мельче сетка тем больше напряжения и так до бесконечности, что пугает? Первый раз что ли. Линейная модель должна считаться и рассматриваться как линейная модель. Мне немного не понятно почему свисающий лист под напряжением, но может окружное напряжение там. Уже расписано что делать, такие швы считаются аналитически вытаскиванием реакций (узловых или погонных). На зоны концентраций вообще не нужно смотреть. Да и шов сам моделировать не обязательно.

[Jesse 960]

4 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Я бы начал с того, что сделал КЭ модель по общим узлам

same old, same old......

23 часа назад, Bonus сказал:

Да оно у Вас будет на 10 порядков больше, если сетку будете смельчать в линейной постановке.

  

14 минут назад, Bonus сказал:

Линейная модель, угол в 90 град, чем мельче сетка тем больше напряжения и так до бесконечности, что пугает?

забыл сразу ответить: про 2 порядка больше в МКЭ расчете имел в виду - это вдали от точек сингулярности, там где есть сеточная сходимость.

[ДОБРЯК 603]

17 минут назад, Bonus сказал:

Что там не так? Линейная модель, угол в 90 град, чем мельче сетка тем больше напряжения и так до бесконечности, что пугает?

Да ничего не пугает... 

Никто на этом форуме не показал эту бесконечность в углах. Все только переписывают одну и ту же страшилку. И пугают новичков этой страшилкой.

 

При измельчении сетки решение сходится к точному. Монотонно или не монотонно. Это доказано в теории МКЭ. 

 

[Jesse 960]

1 минуту назад, ДОБРЯК сказал:

При измельчении сетки решение сходится к точному. Монотонно или не монотонно. Это доказано в теории МКЭ. 

а если точное решение в теории - это бесконечность, что чё делать?)

[Борман 2 375]

4 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

При измельчении сетки решение сходится к точному. Монотонно или не монотонно.

Это не противоречит тому, что напряжения могут быть бесконечными.

Ну да, типа сходится  бесконечности.

[Bonus 70]

6 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Да ничего не пугает... 

Никто на этом форуме не показал эту бесконечность в углах. Все только переписывают одну и ту же страшилку. И пугают новичков этой страшилкой.

 

При измельчении сетки решение сходится к точному. Монотонно или не монотонно. Это доказано в теории МКЭ. 

 

Доказано обратное и много раз.

https://www.ansys.soften.com.ua/about-ansys/blog/181-pochemu-nuzhno-byt-akkuratnym-s-ostrymi-uglami-i-tochechnymi-nagruzkami.html

Для острых углов эта теореме не работает, либо водите реальную (физичную кривую), либо делайте закругление (например почитайте как построить сетку для усталостного расчета по Notch stress, в части закругления в зоне концентрации).

И вообще что называть точным решением? Если речь идет о некоторой линейной аналитической модели типа сила на площадь, то это весьма условная база для поиска точного решения.

10 минут назад, Борман сказал:

Ну да, типа сходится  бесконечности.

Ну да, либо так)))

[ДОБРЯК 603]

44 минуты назад, Bonus сказал:

Для острых углов эта теореме не работает, либо водите реальную (физичную кривую), либо делайте закругление

Я про теорию говорю, а вы даете ссылку на мнение какого-то пользователя, который неправильно закрепил модель. Уже много раз разбирали этот вопрос с прямыми углами. Делаете рекламу Ансис... :=)

44 минуты назад, Bonus сказал:

либо водите реальную (физичную кривую)

Первый шаг все равно линейный. Если бесконечность на первом шаге, то о каком правильном результате речь то идет? :=)

Изменено 25 мая 2023 пользователем ДОБРЯК

[Jesse 960]

44 минуты назад, Bonus сказал:

https://www.ansys.soften.com.ua/about-ansys/blog/181-pochemu-nuzhno-byt-akkuratnym-s-ostrymi-uglami-i-tochechnymi-nagruzkami.html

Цитата

Есть и другие источники численных сингулярностей, такие как заданные в точках ограничения степеней свободы и «трещины» в сетке, но острые внутренние углы и точечные нагрузки являются наиболее часто встречающимися. Навык по их распознаванию и работе с ними является важной частью процесса моделирования методом конечных элементов.

а чё за "трещины" в сетке?

[ДОБРЯК 603]

56 минут назад, Борман сказал:

Это не противоречит тому, что напряжения могут быть бесконечными.

Ну да, типа сходится  бесконечности.

Вы про эту бесконечность говорите уже много лет. Вы покажите эти бесконечные напряжения на каком-то примере.