проектирование крестовины

[Stas88 0]

Доброго времени суток.

 

Проектирование крестовины под внутренним давлением 105 МПа вызывает затруднения. Создал материал (сталь 20 ХНГ): предел текучести 725 МПа, предел прочности 930, линейный упругий изотропный, коэфф пуассона 0,28.

Крестовину "положил" на упругое основание. Появляются концентраторы напряжения испробовал множество вариантов, менял толщины стенок и тем не менее при увеличении толщины напряжение в ребре только растет.   

Как избавиться от этого перенапряжения?

корпус.rar

[kristeen 355]

У Вас внутренние углы без скруглений - там всегда будет концентратор. Посмотрите в ветке CAЕ по ключевым словам "сингулярность" и "сеточная сходимость".

[Stas88 0]

я так понимаю необходимо добавить скругления и по ним сделать -управление сеткой-уменьшить размер элементов. Вопрос: до какого размера необходимо уменьшить? Поставил пол миллиметра. Сетка уже 5 минут создается. Меня озадачивает такое большое время. Может что-то делаю не верно?

 

PS: Сетку лучше делать стандартную или на основе кривизны?

Изменено 2 апреля 2014 пользователем Stas88

[DuS 327]

нормальное явление. возрастает жесткость появляются концентраторы. нужно делать галтели.

Доброго времени суток.

 

Проектирование крестовины под внутренним давлением 105 МПа вызывает затруднения. Создал материал (сталь 20 ХНГ): предел текучести 725 МПа, предел прочности 930, линейный упругий изотропный, коэфф пуассона 0,28.

Крестовину "положил" на упругое основание. Появляются концентраторы напряжения испробовал множество вариантов, менял толщины стенок и тем не менее при увеличении толщины напряжение в ребре только растет.   

Как избавиться от этого перенапряжения?

5 минут это не долго. у нас четвертушка траверсы сутки считалась и 3 часа сетку.

 

я так понимаю необходимо добавить скругления и по ним сделать -управление сеткой-уменьшить размер элементов. Вопрос: до какого размера необходимо уменьшить? Поставил пол миллиметра. Сетка уже 5 минут создается. Меня озадачивает такое большое время. Может что-то делаю не верно?

 

PS: Сетку лучше делать стандартную или на основе кривизны?

[kristeen 355]

у нас четвертушка траверсы сутки считалась и 3 часа сетку

Статика без контактов? Воистину, люди с безграничным терпением..

[DuS 327]

когда деталька весит 20 тонн торопиться не надо)

 

у нас четвертушка траверсы сутки считалась и 3 часа сетку

Статика без контактов? Воистину, люди с безграничным терпением..

 

[kristeen 355]

Ну раз 20 тонн, то сутки -- нормально. Кабы для килограммовой столько...

[Stas88 0]

 

нормальное явление. возрастает жесткость появляются концентраторы. нужно делать галтели.

Доброго времени суток.

 

Проектирование крестовины под внутренним давлением 105 МПа вызывает затруднения. Создал материал (сталь 20 ХНГ): предел текучести 725 МПа, предел прочности 930, линейный упругий изотропный, коэфф пуассона 0,28.

Крестовину "положил" на упругое основание. Появляются концентраторы напряжения испробовал множество вариантов, менял толщины стенок и тем не менее при увеличении толщины напряжение в ребре только растет.   

Как избавиться от этого перенапряжения?

5 минут это не долго. у нас четвертушка траверсы сутки считалась и 3 часа сетку.

 

я так понимаю необходимо добавить скругления и по ним сделать -управление сеткой-уменьшить размер элементов. Вопрос: до какого размера необходимо уменьшить? Поставил пол миллиметра. Сетка уже 5 минут создается. Меня озадачивает такое большое время. Может что-то делаю не верно?

 

PS: Сетку лучше делать стандартную или на основе кривизны?

 

Наверняка что-то делаю неверно: выделяю кромки, выбираю "скругления", при расчете выделяю скругления (грани и кромки этих граней), выбираю управление сеткой увеличиваю качество до 2 мм минимальный размер элемента (скругления 20 мм), основная сетка выше среднего качества. Пробовал извращаться толщину стенки назначал до 1000 мм (болванка стала более 10 тонн, хотя выпускаемые аналоги не превышают 5 тонн и толщины стенок в пределах 150 мм), а напряжения в этих местах только увеличились.

Изменено 3 апреля 2014 пользователем Stas88

[DuS 327]

попробуй стандартный материал, он на расчет не влияет

 

 

нормальное явление. возрастает жесткость появляются концентраторы. нужно делать галтели.

Доброго времени суток.

 

Проектирование крестовины под внутренним давлением 105 МПа вызывает затруднения. Создал материал (сталь 20 ХНГ): предел текучести 725 МПа, предел прочности 930, линейный упругий изотропный, коэфф пуассона 0,28.

Крестовину "положил" на упругое основание. Появляются концентраторы напряжения испробовал множество вариантов, менял толщины стенок и тем не менее при увеличении толщины напряжение в ребре только растет.   

Как избавиться от этого перенапряжения?

5 минут это не долго. у нас четвертушка траверсы сутки считалась и 3 часа сетку.

 

я так понимаю необходимо добавить скругления и по ним сделать -управление сеткой-уменьшить размер элементов. Вопрос: до какого размера необходимо уменьшить? Поставил пол миллиметра. Сетка уже 5 минут создается. Меня озадачивает такое большое время. Может что-то делаю не верно?

 

PS: Сетку лучше делать стандартную или на основе кривизны?

 

Наверняка что-то делаю неверно: выделяю кромки, выбираю "скругления", при расчете выделяю скругления (грани и кромки этих граней), выбираю управление сеткой увеличиваю качество до 2 мм минимальный размер элемента (скругления 20 мм), основная сетка выше среднего качества. Пробовал извращаться толщину стенки назначал до 1000 мм (болванка стала более 10 тонн, хотя выпускаемые аналоги не превышают 5 тонн и толщины стенок в пределах 150 мм), а напряжения в этих местах только увеличились.

 

[kristeen 355]

Давление точно 105MPa? Т.е. 1036 атмосфер? И это давление -- рабочий режим для изделия?

Считайте одну восьмую, там все симметрично.

[Stas88 0]

Стандартный материал (взял 1035 AISI), напряжения изменились незначительно в концентраторах 10-20 МПа, по остальным сечениям выросло больше, чем на 30%. А скругления-то правильно делаю и сетку для них?

 

Да, давление 105 МПа

Изменено 3 апреля 2014 пользователем Stas88

[kristeen 355]

При таких результатах хочется узнать по-больше про само изделие. Что это, для чего, и штатный ли это режим при 105МПа..

[Stas88 0]

Корпус превентора (нефтяная задвиджка). Штатное давление 70 МПа, 105 давление опрессовки. С обоих сторон (прямоугольный канал) закрывается крышками, с боков тоже крышки. Сверху и снизу (цилиндрический) проходной канал скважины. 

 

Вот картинка серийных.

[kristeen 355]

давление опрессовки -- это значит "при гидравлических испытаниях"?

 

Когда штатный 70МПа, уже несколько проще. 

[Stas88 0]

Да, у меня такие же результаты получаются. Всё верно 105 МПа при гидравлических испытаниях (10 минут без перетечек)

Изменено 3 апреля 2014 пользователем Stas88

[kristeen 355]

Тогда вопрос не в получении результатов, а в интерпретации полученного.

Рекомендую к прочтению тему. Либретто: чел рассчитал в ansys гаечный ключ и выяснил, что все сделанные ключи не соответствуют по прочности требованиям ГОСТа. Или ансис неправильно все считает.

Ответы на вопросы, которые, вероятно, захотите задать после этого, найдутся в стандартах/рекомендациях по проектированию этих корпусов превенторов или в нормах для сосудов высокого давления

[Stas88 0]

Тогда вопрос не в получении результатов, а в интерпретации полученного.

Рекомендую к прочтению тему. Либретто: чел рассчитал в ansys гаечный ключ и выяснил, что все сделанные ключи не соответствуют по прочности требованиям ГОСТа. Или ансис неправильно все считает.

Ответы на вопросы, которые, вероятно, захотите задать после этого, найдутся в стандартах/рекомендациях по проектированию этих корпусов превенторов или в нормах для сосудов высокого давления

То есть, если я правильно понял ситуация такая: как бы я ни старался упрочнить конструкцию увеличением толщины стенки результата требуемого я не добьюсь. И это связано с тем, что увеличивая толщину стенки, я увеличиваю жесткость конструкции и следовательно появляются такие концентраторы с пиковыми нагрузками. 

 

Возникает мысль, а можно ли сделать моделирование закалки: корпус из материала попроще, чтобы снизить жесткость, а на места расположения концентраторов "нанести" закалку. Сталь 20 ХНГ в зависимости от термообработки имеет пределы текучести (прочности) от 600(700)МПа до 980(1300) МПа. Есть ли возможность реализовать это моделированием?

 

По поводу пластических деформаций - измельчая сетку определил, что эти концентраторы представляют 8 точек во всей модели (четыре в верхней и четыре в нижней части ребра), по площади это всего по 5 мм^2. Можно ли утверждать, что это допускаемый показатель пластических деформаций? С учетом того, что при рабочем давлении 70 МПа пиковые напряжения 950 МПа.

Изменено 3 апреля 2014 пользователем Stas88

[soklakov 1 477]

Есть ли возможность реализовать это моделированием?

А что тут реализовывать в моделировании? Технически поменялась только цифра, с которой надо сравнивать полученные напряжения. Модуль упругости и прочие входные данные расчета закалка не меняет.

Жесткость и прочность - разные вещи.

[ak762 318]

Вот картинка серийных. Прикрепленные изображения

 

не могли бы показать на картинке где в превенторе расположена ваша крестовина

[Stas88 0]

 

Вот картинка серийных. Прикрепленные изображения

 

не могли бы показать на картинке где в превенторе расположена ваша крестовина

 

Сам корпус превентора - это по сути и есть крестовина.