Влияние температуры на напряжения

[elnino 15]

Добрый день.

Если в статическом линейном анализе задать температуру, то она влияет на результаты напряжений. Подскажите по каким формулам считается эта зависимость. Просто получаются более достоверные данные, если не задавать температуру, а смотреть предел прочности по табличным данным при данной температуре. Т.е. смотреть напряжения при 20 градусах, и сравнивать их с допустимыми напряжениями при данной температуре.

Как правильно считать такие задачи.

Сталь используется 1.4852, рабочая температура 1000 градусов. При 100000ч предельные напряжения 9МПа.

Edited February 4 by elnino

[elnino 15]

1 минуту назад, green_fly сказал:

При разных температурах снаружи и внутри трубки в материале самой трубки будет перепад температур (логарифмическая зависимость).

Проблема в том, что в моем понимании температура вообще не должна участвовать в статическом расчете, ведь в материалах можно задать зависимость предела прочности от температуры. Не понятно как SW считает.

[maxx2000 883]

4 минуты назад, elnino сказал:

Проблема в том, что в моем понимании температура вообще не должна участвовать в статическом расчете

как это?

[elnino 15]

18 минут назад, maxx2000 сказал:

как это?

Есть данные по прочности в зависимости от температуры.

Где и по каким формулам участвует температура в расчете напряжений? Я весь хелп перерыл и не могу найти.

 

Edited February 4 by elnino

[maxx2000 883]

А ты не думал что это не расчётные, а экспериментальные данные?

Уже давно посчитал бы так как тебе зелёный мух сказал, а не мудрил

Ну хочется тебе возьми предел текучести при 1000 градусах как начальное условие

[elnino 15]

5 минут назад, maxx2000 сказал:

А ты не думал что это не расчётные, а экспериментальные данные?

Уже давно посчитал бы так как тебе зелёный мух сказал, а не мудрил

Ну хочется тебе возьми предел текучести при 1000 градусах как начальное условие

Тогда течет металл.

[maxx2000 883]

Так ты газом дуй в трубу, а не просто грей её

[elnino 15]

Все-таки, кто знает как SW считает? Как он учитывает заданную температуру в статическом расчете, как он учитывает заданные зависимости в материалах напряжений от температуры?

[dikovich2 4]

11 минут назад, elnino сказал:

Где и по каким формулам участвует температура в расчете напряжений?

Я опять вернусь к своему нагретому стержню)). Если он не закреплён, то при нагревании напряжения не возникнут. Если его защемить с обоих, то возникнут, за счёт того, что стержень будет пытаться расшириться. Но это стержень. У него одна степень свободы. В вашем случае змеевик и то, в чём он закреплён, может двигаться по разным направлениям и с разной амплитудой. За счёт этих перемещений и возникнут тепловые напряжения. А формула простая: dL=a*L*dt, где dL- изменение длины стержня (перемещение), a- коэффициент линейного расширения, dt - изменение температуры. Если вы в статике (без температуры) приложите это dL, то получите напряжения как при защемлённом нагреве.

[elnino 15]

1 минуту назад, maxx2000 сказал:

Так ты газом дуй в трубу, а не просто грей её

Так не получится. Если я посчитаю в FlowSimulation, то просто получу рисунок распределения температур стенки, будет не 1000 градусов, а где то 900, где то 1100. Передав эти данные в граничные условия статического расчета, труба так же поплывет. Я пробовал задавать температуру стенки и 700 и 500 градусов, труба так же плывет сильно.

2 минуты назад, dikovich2 сказал:

Я опять вернусь к своему нагретому стержню)). Если он не закреплён, то при нагревании напряжения не возникнут. Если его защемить с обоих, то возникнут, за счёт того, что стержень будет пытаться расшириться. Но это стержень. У него одна степень свободы. В вашем случае змеевик и то, в чём он закреплён, может двигаться по разным направлениям и с разной амплитудой. За счёт этих перемещений и возникнут тепловые напряжения. А формула простая: dL=a*L*dt, где dL- изменение длины стержня (перемещение), a- коэффициент линейного расширения, dt - изменение температуры. Если вы в статике (без температуры) приложите это dL, то получите напряжения как при защемлённом нагреве.

Да вы верно все подметили, но там, если упростить, труба, заделанная с одного верхенего конца, а снизу она висит. Подавая давление внутри трубы, при заданной температуре, я получаю превышения в сварных швах, а если не буду подавать температуру, то швы синие без превышений. Т.е. получается при нагретой трубе ее распирает от давления значительно сильнее, но в жизни эти трубы работают годами.

[Борман 2,404]

33 минуты назад, elnino сказал:

Где и по каким формулам участвует температура в расчете напряжений? Я весь хелп перерыл и не могу найти.

 

Механических характеристик не очень много. Модуль упругости, Пуассон, тепловое расширение, иногда плотность. Все они зависят от температуры. Отсюда и влияние на результат расчета.

[elnino 15]

2 минуты назад, Борман сказал:

Механических характеристик не очень много. Модуль упругости, Пуассон, тепловое расширение, иногда плотность. Все они зависят от температуры. Отсюда и влияние на результат расчета.

Они в свойствах материала могут быть указаны, но в моем случае они не указаны. Там значения указаны только на главной вкладке при комнатной температуре. 220 и 440МПа соотвественно, ну и остальные параметры как у нержавейки.

[dikovich2 4]

16 минут назад, elnino сказал:

при заданной температуре, я получаю превышения в сварных швах

Я уже писал, что в атомных нормах номинальные (а может даже и не номинальные. Не помню точно) допускаемые напряжения при тепловом статическом расчёте могут достигать двух пределов текучести. Может в этом дело.

[green_fly 23]

Поищите какой-нибудь марочник сталей со свойствами. Еще диаграмма деформирования будет зависеть от температуры. Их можно поискать в экспериментальных статьях.

[maxx2000 883]

11 минут назад, elnino сказал:

Они в свойствах материала могут быть указаны, но в моем случае они не указаны.

так может следует их заполнить?

[elnino 15]

22 минуты назад, maxx2000 сказал:

так может следует их заполнить?

Я заполнял и разницы не увидел особо для данного расчета. Например предел прочности от температуры участвует если строить эпюру запаса прочности. А на эпюры напряжения я не заметил влияния.

26 минут назад, green_fly сказал:

Поищите какой-нибудь марочник сталей со свойствами. Еще диаграмма деформирования будет зависеть от температуры. Их можно поискать в экспериментальных статьях.

Я чуть выше приводил таблицу из ISO. Но нужно понять методологию расчета. Так то выходит, что температуру нужно задавать, но результаты там плачевные, трубу уводит на 150мм ))

[maxx2000 883]

а как часто закреплена труба? может так и должно быть?

Edited February 4 by maxx2000

[maxx2000 883]

На заводе были шахтные закалочные печи, спираль на них из нихрома 6мм, уложена в канавку. 

 Бывает вытаскивают палет, долбанут по стенке, спираль выскочила и порвалась

Даже на теплообменнике от газовой колонки трубка по всему периметру припаяна к обечайке

Edited February 4 by maxx2000

[green_fly 23]

30 минут назад, elnino сказал:

трубу уводит на 150мм

Проверьте коэффициент теплового расширения.

[vik_q 149]

1 час назад, elnino сказал:

Они в свойствах материала могут быть указаны, но в моем случае они не указаны. Там значения указаны только на главной вкладке при комнатной температуре. 220 и 440МПа соотвественно, ну и остальные параметры как у нержавейки.

А какие результаты вы хотите получить, если у вас ключевых входных не хватает?

[elnino 15]

20 минут назад, vik_q сказал:

А какие результаты вы хотите получить, если у вас ключевых входных не хватает?

У меня есть только зависимости теплопроводности, теплового расширения и предела прочности от температуры. Я их вводил и результаты все-равно сильно не менялись.

В общем спасибо всем за ответы. Я пока возьму таймаут еще покручу, упрощу задачу и сюда выложу вместе с файлами.