Расчет опорного фланца

[Shust257 0]

Добрый день!

Никак не могу решить проблему с моделированием фланца.

Имеется опорный фланец трубы. Крепится на анкерах так, что одна гайка сверху фланца, вторая снизу.

Крепление задаю через плоскость разъема по диаметру гайки.

При любых вариантах при измельчении сетки напряжения растут. (на сетке чернового качества и более качественной сетке).

В какую сторону двигаться пока не знаю. Надеюсь сможете помочь?

[ccc44 53]

При любых вариантах при измельчении сетки напряжения растут. (на сетке чернового качества и более качественной сетке).

Они у тебя выросли почти в три раза. Это сингулярность. С ней трудно бороться. По опыту пасчетов в SW, могу сказать только, что результаты на грубой сетке ближе к действительности.

[soklakov 1 479]

Shust257, добавьте скругление для начала.

По опыту пасчетов в SW, могу сказать только, что результаты на грубой сетке ближе к действительности.

Если бы все было так просто)

[Shust257 0]

скругление нет возможности добавить т.к. сингулярность в зоне за линией крепления.

Может попробовать болты смоделировать....

Изменено 27 мая 2013 пользователем Shust257

[MotorManiac 130]

Вопрос еще в темку задам. А вот у автора зафиксирована грань отверстия под болт. А разве это правильно с точки зрения физики явления - ведь фланец притянут к фундаменту, соответственно нужно как то учитывать влияние силы трения между фланцем и фундаментом. Не вся ведь сила будет деформировать отверстия болтов ?

[Shust257 0]

В моем случае фундамент не участвует. Как я писал выше одна гайка сверху, другая снизу фланца.

Случай со сплошным основанием думаю можно через "болт основания" задать. Там только вопрос в податливости основания останется....

[MotorManiac 130]

А гайка - она по сути тоже перераспределяет усилие, образующая отверстия может и не касаться болта

[Shust257 0]

Я по образующей не закреплял. Только в местах сопряжения гайки и фланца. На последнем рисунке должно быть видно.

[MotorManiac 130]

А понял

[ccc44 53]

В моем случае фундамент не участвует. Как я писал выше одна гайка сверху, другая снизу фланца.

Случай со сплошным основанием думаю можно через "болт основания" задать. Там только вопрос в податливости основания останется....

Попробуй, хотя бы жестко закрепленный на конце болт. Он возьмет на себя часть деформации, и сингулярность, по идее, должна уменьшиться. Но вряд ли полностью ее исключишь. Таковы реалии МКЭ, как говорил на этом форуме Алямовский.

[Shust257 0]

Смоделировал сами болты с преднатягом. Контакт поверхности сопряжения гайки и фланца через "горячую посадку" с натягом 0,05 (Видел такой пример у Алямовского).

Таких значительных завышений по напряжениям нет, но результат все равно не стабилен.

Дальше много картинок...

С сеткой чернового качества разной плотности и качественной сеткой.

Как адекватно оценить результаты пока не знаю...?

Думаю напряжение порядка 220-250 Мпа будет, но какое-то "жиденькое" заключение получается.

Изменено 28 мая 2013 пользователем Shust257

[MotorManiac 130]

Может попробовать адаптивный метод ? прога сама сетку мельчит где напряжения растут, может поможет

[ccc44 53]

Как адекватно оценить результаты пока не знаю...?

Думаю напряжение порядка 220-250 Мпа будет, но какое-то "жиденькое" заключение получается.

Если я правильно понял, фланец нагружен поперечным усилием на большом плече или моментом, передающимся через опору (трубу). Если это так, то болты вообще считать не надо. Такая конструкция обломится в основании от изгиба:

Дело в том, что эквивалентные напряжения – не есть ни единственный, ни, тем более, единственно верный критерий истины:

[Shust257 0]

Может попробовать адаптивный метод ? прога сама сетку мельчит где напряжения растут, может поможет

Да, как то я эту функцию обошел, надо изучить.

При h-адаптивном исследовании характер распределения и величина напряжений получились схожи с исследованием на качественной сетке с размером 10 и уплотнением 5.(последний рис.)

[Shust257 0]

Если я правильно понял, фланец нагружен поперечным усилием на большом плече или моментом, передающимся через опору (трубу). Если это так, то болты вообще считать не надо. Такая конструкция обломится в основании от изгиба:

Дело в том, что эквивалентные напряжения – не есть ни единственный, ни, тем более, единственно верный критерий истины:

Да фланец нагружен поперечным усилием.

По напряжениям за наводку спасибо, надо мне теорию немного разобрать.

Согласен, один из наиболее нагруженных участков основание стойки (трубы). Но сечение лучше через балочную сетку проверить отдельно от фланца или вручную, результаты будут вполне норм.

Дальше не совсем согласен. Если сечение стойки проходит, считаем болты.

(этот вопрос пока в этой задаче не стоит).

И определяем толщину фланца (что меня и интересует в данном исследовании).

Из неизвестных в данном случае только толщина фланца.

(свою модель на всякий случай приложил, если будет нужно могу расчетную схему прикрепить)

фланец.zip

[ccc44 53]

Да фланец нагружен поперечным усилием.

По напряжениям за наводку спасибо, надо мне теорию немного разобрать.

Согласен, один из наиболее нагруженных участков основание стойки (трубы). Но сечение лучше через балочную сетку проверить отдельно от фланца или вручную, результаты будут вполне норм.

Дальше не совсем согласен. Если сечение стойки проходит, считаем болты.

(этот вопрос пока в этой задаче не стоит).

И определяем толщину фланца (что меня и интересует в данном исследовании).

Из неизвестных в данном случае только толщина фланца.

(свою модель на всякий случай приложил, если будет нужно могу расчетную схему прикрепить)

Открыть файл к сожалению, не могу. У меня 12SW.

-Цилиндрическую часть фланца балочными элементами не посчитаешь. А там, вероятно, надо вводить ребра.

-От сингулярности на плоской части в зоне отверстий не избавишься. Еще раз советую: оценивай на самой крупной сетке. Не трать время на исследование возможностей МКЭ. Я бы ввел увеличенные шайбы. Можешь это проверить. Максимум наверняка должен упасть.

- Болты лучше считать определив в SW реакцию опоры и разделив ее на площадь.

[Shust257 0]

Размер элемента сетки подобрал по напряжениям в стойке просчитанным вручную.

Да на черновой сетке с размером 28 напряжения в стойке близки к расчетным. Ее и оставлю.

Результат, мне кажется, правдоподобный.

С ребрами, конечно, толщина фланца может быть уменьшена.

В моем примере 20мм без и 12 с ребрами.

Напряжения в болтах через реакции опоры тоже схожи с ручным расчетом. За вариант спасибо.

При моделировании болтов характер распределения напряжений отличается, но не думаю что это критично.

[soklakov 1 479]

Shust257, а не слишком моделированием увлеклись? Учитывать можно все, что угодно. Можно болт с резьбой отрисовать и контакт с трением разрешить, да смятие посмотреть. Только кому это надо?

Как верно было замечено, ломаться будет по стыку трубы и фланца. И именно там я предлагал сделать скругление. Именно на эту область, после добавления скругления имеет смысл добавлять адаптацию сетки.

Но, еще раз вспомните свою задачу. Если у Вас коэффициент запаса 5, то вряд ли есть смысл считать что-то большее, чем сопромат. Момент на балку с кольцевым сечением, определить изгибные напряжения и все.

[Paltuss 1]

Поддерживаю предыдущего оратора.

[Shust257 0]

Болты моделировал для общего представления разницы результатов.

Принципиальной разницы не получил. Теперь буду знать что это лишнее. Но посмотреть стоило.

Что наиболее опасное место это стык фланца и стойки это понятно. Стойку я первым делом руками просчитал.

А вот с фланцем возник вопрос. Его толщину и стоит задача определить.

Ведь если взять слишком тонкий, то место стыка может выдержать, а сам фланец деформируется.

Вот я в последнем посте и убрал болты, подобрав сетку такой плотности, что напряжения в стойке будут схожи с расчетными вручную.

И исходя из результатов выбирал фланец с ребрами и без.

Надеюсь мое предположение верно?

Скругление в месте стыка вводил, но сингулярность остается.