Сейсмика по НП-031-01 и ПНАЭ Г-002-86, мембранные и изгибные напряжения

[soklakov 1 475]

5 часов назад, Jesse сказал:

интересно, а откуда взялись эти волшебные 20-33 Гц?

начало больших амплитуд и выход на усокрение нулевого периода... для среднестатистического землетрясения.

 

5 часов назад, Jesse сказал:

Почему, к примеру, в таком случае, когда 1-ая СЧ (синяя галочка) попадает вдали от пика на спектре, нельзя

можно

5 часов назад, Jesse сказал:

Ведь по логике для чего вообще замутили эти спектры для сейсмики, где у нас нет установившегося режима?

чтобы не считать транзиент, но иметь консервативную оценку

5 часов назад, Jesse сказал:

Может всё же кто встречал "отстройку" и в контексте сейсмики...

вывести СЧ за опасный диапазон

5 часов назад, Jesse сказал:

А если сложное НДС и несколько ненулевых главных напряжений, то как вы определяете расчетные напряжения?

если ПНАЭг, то по Треска.

если точнее - то Губер-Генки... и этот, как его... на М...

[Jesse 958]

17 часов назад, soklakov сказал:

22 часа назад, Jesse сказал:

Может всё же кто встречал "отстройку" и в контексте сейсмики...

вывести СЧ за опасный диапазон

я имел в виду в нормативке быть может встречал кто такое, ну прям слово "отстройка" (в контексте землетрясений и сейсмики)

 

17 часов назад, soklakov сказал:

начало больших амплитуд и выход на усокрение нулевого периода... для среднестатистического землетрясения.

 

то есть после 30 Гц все спектры для сейсмики поголовно должны выходить на асимптоту? Все да не все ...

17 часов назад, soklakov сказал:

если ПНАЭг, то по Треска.

если точнее - то Губер-Генки... и этот, как его... на М...

да я сам второй год считаю по Мизесу/Треску, и вот всё жду пока позвонят из атомки и спросят "дядя, ты чего нам суёшь? в ПНАЭ 002-86 ни слова нет про Мизесов и Тресков, есть критерии по мембранным и мембранным +изгибным".

Для одноосного ндс (скажем, тонкая беск. обечайка под внутр. давлением) всё понятно.
Для сложного ндс (для примера рассматривается критерий по "сигма 2" для статики) вижу два варианта:
1) выводить эпюру всех трёх главных напряжений и для  всех главных напряжений (каждое суть сумма мембранные и изгибные) ставим условие прочности. Все три условия должны выполняться одновременно;

2) условие прочности для сложного ндс - суть какая то комбинация (линейная или нелинейная) мембранных и изгибных напряжений, взятых из соотв-х главных напряжений. В случае линейной комбинации главных напряжений (Треска) можно получить линейную комбинацию мембранных и изгибных, о чём по какой-то причине не захотели написать в ПНАЭ, но 2-3 мес назад @AlexArtбился об заклад, что оно де так и работает

Но возьмём простой пример: сферическое днище под внутренним давлением, гипотеза тонких оболочек, плоское напряжённое состояние, два ненулевых и равных друг другу главных напряжения (и мембранных соотв-но тоже). Проверяем "по сигма 1" и "комбинируем" мембранные напряжения - получаем нуль. Значит всё таки второй вариант не очень работает, и надо выводить все 3 главных напряжения и проверять по первому варианту в общем случае, что весбма осложняет анализ полученных результатов: если с днищем и обечайкой всё просто  - Мизес/Треска примерно совпадут с первым главным - то в случае врезки штуцера с приложенным к нему моментами в разных плоскостях и так далее всё не так просто .......

з.ы.: удивительно, что такие ключевые вещи нормально не расписаны в ПНАЭ.....
 

Изменено 4 августа 2021 пользователем Jesse

[Jesse 958]

@soklakov@GuterfreundВот нашёл расчёты ребят из Гидропресса: видно что изгибные в минус не уходят, о чём было упомянуто выше. Но в расчете как-то умолчали о суммировании статики и результатов респонс спектрум , а также вышеуказанной проблеме критерия прочности.

Кстати, выше забыл указать ещё один вариант: для сложного ндс брать максимальное из главных напряжений

Изменено 4 августа 2021 пользователем Jesse

[ДОБРЯК 602]

6 часов назад, Jesse сказал:

Кстати, выше забыл указать ещё один вариант: для сложного ндс брать максимальное из главных напряжений

Про модуль только не забывайте.

[Guterfreund 75]

6 часов назад, Jesse сказал:

то есть после 30 Гц все спектры для сейсмики поголовно должны выходить на асимптоту? Все да не все ...

Я видел спектры, у которых УНП просматривается ближе к 60 Гц.

 

Стр. 493 Норм АЭУ:

 

стр. 117

 

А где, собственно, в ПНАЭ Г-7-002-86 или НП-031 написано про ускорение нулевого периода?

 

1. Если расчет производится линейно-спектральным методом, то должны быть учтены ВСЕ частоты спектра.

 

2. Что касается статического расчета для частот выше 20 Гц, то, думаю, тут в запас прочности будет. Нужно смотреть, какая часть массы участвует в колебаниях. Если это 100% массы для одной формы, то мы можем для любой частоты брать ускорение со спектра и выполнять статический расчет.

 

7 часов назад, Jesse сказал:

в ПНАЭ 002-86 ни слова нет про Мизесов и Тресков, есть критерии по мембранным и мембранным +изгибным"

 

стр. 17

 

 

Разве это не Треска? Почему речь идет о приведенных напряжениях? Потому что мы говорим о сложном напряженном состоянии!

 

Какие механические нагрузки выведут нашу систему из статического равновесия по категориям сигма1 и сигма2?

 

По сигма1, например, нашу обечайку разрушит внутренне давление. Кольцевые напряжения определяют прочность.

 

По сигма2, например, ту же обечайку разрушит изгибающий момент, который приведет к возникновению пластического шарнира при действии осевых напряжений. НО! Если на обечайку действует давление с изгибающим моментом, то потеря статической прочности наступит раньше, т.к. приведенное напряжение (по Треске) в зоне сжатия будет с учетом кольцевых напряжений выше, чем при простом изгибе и т.д.

7 часов назад, Jesse сказал:

1) выводить эпюру всех трёх главных напряжений и для  всех главных напряжений (каждое суть сумма мембранные и изгибные) ставим условие прочности. Все три условия должны выполняться одновременно;

 Как-то в кучу у Вас все! Если расчет выполняется аналитически, то все мембранные и изгибные составляющие у вас уже есть. В данном случае нужно просто из первого главного напряжения вычесть третье, так мы получим максимальное касательное напряжение и его мы должны сравнивать с допускаемым.

 

Если расчет выполнен численно, то, вероятно, нужна будет линеаризация шести напряжений, расчет главных и определение приведенного напряжения по ним.

04.08.2021 в 06:59, soklakov сказал:

если ПНАЭг, то по Треска

Товарищ soklakov, вероятно, подскажет, можно ли линеаризовывать в ANSYS интенсивность напряжений напрямую или только через составляющие напряженного состояния?

 

7 часов назад, Jesse сказал:

удивительно, что такие ключевые вещи нормально не расписаны в ПНАЭ.....

Все там нормально расписано! Готов продемонстрировать на Вашем примере...

[Guterfreund 75]

7 часов назад, Jesse сказал:

Кстати, выше забыл указать ещё один вариант: для сложного ндс брать максимальное из главных напряжений

Каждая теория прочности так или иначе ограничена в своем применении. Мне известно, что для пластичных материалов в большей мере подходят 3-я (Треска) и 4-я (Мизес).

7 часов назад, Jesse сказал:

видно что изгибные в минус не уходят

Приведенное напряжение знака не имеет!

[Jesse 958]

4 часа назад, Guterfreund сказал:

12 часов назад, Jesse сказал:

видно что изгибные в минус не уходят

Приведенное напряжение знака не имеет!

не не.. я здесь к тому, о чём вы на первой странице темы ещё писали: что в результате комбинирования в Response spectrum методом SRSS изгибные напряжения отриц. знач-й не принимают

 

5 часов назад, Guterfreund сказал:

Я видел спектры, у которых УНП просматривается ближе к 60 Гц

спектры для землетрясений? а то бывают спектры для падений самолёта или воздушной ударной волны, там они вообще..

5 часов назад, Guterfreund сказал:

Стр. 493 Норм АЭУ:

ИМХО вот этот линейно-спектральный метод к RESPONSE SPECTRUM вообще никакого отношения не имеет, и данная рекомендация тоже.
Линейно-спектральный метод, описанный в ПНАЭ - это примерно такой линейно-спектральный метод, описанный в СТО-СА-03-003-2009: там сосуд с жидкостью имитируется двумя степенями свободы и определяют сейсмические нагрузки

 

5 часов назад, Guterfreund сказал:

где, собственно, в ПНАЭ Г-7-002-86 или НП-031 написано про ускорение нулевого периода?

если это не риторический вопрос - то нигде. Я не нашёл...

 

5 часов назад, Guterfreund сказал:

Что касается статического расчета для частот выше 20 Гц, то, думаю, тут в запас прочности будет. Нужно смотреть, какая часть массы участвует в колебаниях. Если это 100% массы для одной формы, то мы можем для любой частоты брать ускорение со спектра и выполнять статический расчет.

а вот тут я не понял.. зачем смотреть массовое участие? Оно ведь для гармонического анализа. В моём понимании в режиме отстройки вся конструкция так или иначе будет "болтаться" по первой форме (ну если большая конструкция, то по сумме "первых форм" отдельных составляющих, типа крышка или днище бака), и тут не важно масс. участие....

[Jesse 958]

6 часов назад, Guterfreund сказал:

стр. 17

 

спасибо, хоть кто то тыкнул. Всего в трёх местах во всём ПНАЭ упоминается теория наиб. касат. напр-й, в остальном везде тычут мембранными и изгибными..

 

6 часов назад, Guterfreund сказал:

Если расчет выполнен численно, то, вероятно, нужна будет линеаризация шести напряжений, расчет главных и определение приведенного напряжения по ним.

ну, наверно всё же не шести составляющих, а трёх главных.. Потому что даже во сне сложно представить касательные напряжения (составляющие тензора напряжений) как сумму изгиба и растяжения...
Да и у меня 90% расчетов "пролётные" большие конструкции, считаю оболочками и напряги там по дефолту "линеаризированные". 
Что касается расчетов толстостенных сосудов, то едва ли есть толк в этой линеаризации, ибо чем больше толщина, тем больше погрешность линеаризации. Разве что в расчет сунуть типа вот, сделал...

 

6 часов назад, Guterfreund сказал:

Все там нормально расписано! Готов продемонстрировать на Вашем примере...

ага. Просто идеальноВы ещё скажите, что считать арматуру на нагрузки от присоединяемых трубопроводов высокого давления по НП-068, которая по факту работает под налив - это нормально...
Что касается конкретно ПНАЭга, то самое запомнившееся - это расчет врезки штуцера (по формулкам), по результатам которого штуцер проходит, всё нормально. А вот обечайку можно делать хоть из фольги 0,01 мм! Тоже проходит по формулам!
Не помню где это конкретно (да и лень по новой всё это выводить), я лушче подожду когда коллега выйдет у него спрошу и сюда вам скину или в ЛС, поржёте))))

[Guterfreund 75]

17 часов назад, Jesse сказал:

ИМХО вот этот линейно-спектральный метод к RESPONSE SPECTRUM вообще никакого отношения не имеет, и данная рекомендация тоже

Не соглашусь! Если конструкция жесткая, она будет колебаться в месте с основанием с ускорением, равным ускорению нулевого периода. Если частоты низкие, то часть массы конструкции будет резонировать в диапазоне воздействия на частоте, соответствующей ее форме. Другая часть массы будет резонировать на другой частоте в пределах диапазона воздействия и т.д. Затем все эти отклики мы суммируем по определенному закону, т.к. все они не случаются одновременно. Чтобы учесть весь отклик конструкции в диапазоне частот воздействия нужно учесть все собственные частоты в этом диапазоне, о чем и говорит вышеприведенная фраза.

 

Есть, однако, ошибка, которую допускают многие. Забывается оставшаяся жесткая часть массы конструкции (массы, связанной с высшими формами), которая воспринимает ускорение нулевого периода. Если в пределах диапазона частот воздействия сумма эффективных масс по определенной оси не приближается к 100%, необходимо в Responce Spectrum анализе включать опцию Missing Mass Effect (это я про ANSYS). Таким образом, будет учтен оставшийся отклик конструкции.

 

18 часов назад, Jesse сказал:

В моём понимании в режиме отстройки вся конструкция так или иначе будет "болтаться" по первой форме

В режиме отстройки конструкция будет колебаться в месте с основанием как жесткая масса без форм.

 

18 часов назад, Jesse сказал:

и тут не важно масс. участие

В линейно-спектральном анализе массовое участие важно!

 

17 часов назад, Jesse сказал:

спасибо, хоть кто то тыкнул. Всего в трёх местах во всём ПНАЭ упоминается теория наиб. касат. напр-й

Кстати, сосуды под давлением по ГОСТ 34233 также считаются по теории наибольших касательных напряжений.

 

17 часов назад, Jesse сказал:

Вы ещё скажите, что считать арматуру на нагрузки от присоединяемых трубопроводов высокого давления по НП-068, которая по факту работает под налив - это нормально...

Все зависит от целей задачи. И чем Вам нагрузки из НП-068 не устраивают? Я же не открою секрета, если скажу, что эти нагрузки определяются несущей способностью трубы? И если мы будем говорить о равнопрочности трубы и арматуры или сосуда под давлением, например, то учет этих нагрузок при расчете места приварки патрубка к обечайке или патрубка арматуры будет уместным. И не важно, высокое это давление или налив. При расчете нагрузок от трубопроводов для НП-068 несущая способность трубы (которая принималась на уровне 70% от максимального уровня напряжений) определялась с учетом кольцевых напряжений от давления. Т.е. чем выше давление, тем меньше расчетная нагрузка от трубопровода. Соответственно, если у Вас налив и внутреннее давление практически отсутствует, то трубопровод с размерами из НП-068 сможет нести бОльшую нагрузку, чем указано в таблицах. Ну а если у Вас другой размер трубы (не соответствующий НП-068), то расчет такой нагрузки может быть выполнен самостоятельно с применением, например, СТ ЦКБА 092-2014 "Арматура для магистральных трубопроводов. Нормативные нагрузки от трубопровода. Методики расчета и численные значения"

[rasta89 113]

04.08.2021 в 03:29, Jesse сказал:

оживлю тему спустя почти 5 лет

ещё раз: ПНАЭ говорит о том, что нужно сравнивать мембранные или сумма мембранных и изгибных напряжений с допускаемыми.

Дело известное, что главное напряжение = мембранное + изгибное. И так для каждого из трёх главных напр-й, это и в ПНАЭ есть

А если сложное НДС и несколько ненулевых главных напряжений, то как вы определяете расчетные напряжения?

интересно, а откуда взялись эти волшебные 20-33 Гц?

Почему, к примеру, в таком случае, когда 1-ая СЧ (синяя галочка) попадает вдали от пика на спектре, нельзя просто приложить ускорение со спектра, соотв-е СЧ, в статике как выше писали; и самое главное делать это вне зависимости от количественного значения СЧ, лишь бы она (1-ая СЧ) была вдали от пика на спектре? Интуиция и простые тесты говорят о работоспособности этого подхода...
Ведь по логике для чего вообще замутили эти спектры для сейсмики, где у нас нет установившегося режима? Чтоб инженерам проще было анализировать и сразу проектировать в режиме отстройки от "резонанса" - пика на спектре. 
Слово "отстройка" в ПНАЭ Г-002-86 встречается только в контексте детерминированного возбуждения синусом, ну и там уже всё как обычно, по физике, без фокусов. Может всё же кто встречал "отстройку" и в контексте сейсмики...
 

а здесь вы что интересно имели в виду?какие подводные камни с формами могут быть?

 

[Jesse 958]

7 часов назад, Guterfreund сказал:

В режиме отстройки конструкция будет колебаться в месте с основанием как жесткая масса без форм.

мы про два конца одной палки говорим: вы "быстрое" воздействие грубо говоря, я про медленное

 

7 часов назад, Guterfreund сказал:

В линейно-спектральном анализе массовое участие важно!

ухх, для меня массовое участие это боль.. к примеру, вот недавно был бак диаметром 18 метров толщиной 6-8 мм,

так там с учётом присоединённой массы воды, чтобы покрыть хотя бы пик на спектре (0-10 Гц), пришлось искать 300 СЧ!

Да даже без воды для таких вот огромных тонких конструкций приходится искать огромное кол-во частот, потому что они получаются сильно сгруппированны друг отн-но друга, и массовое участие ползёт вверх ооочень медленное. То есть получим mass participation по соотв-ей оси 45-60% я уже бываю доволен. Не знаю про УНП и missing mass effect, тут только тесты и сравнивать.
Не знаю, делал тесты давно на простых моделях - не увидел значительного влияния массового участия. Возможно, мои тесты не были репрезентативны..)

 

7 часов назад, Guterfreund сказал:

И чем Вам нагрузки из НП-068 не устраивают?

для штуцеров больших диаметров они огромны...

 

7 часов назад, Guterfreund сказал:

Я же не открою секрета, если скажу, что эти нагрузки определяются несущей способностью трубы?

момент и сила от массы трубопровода и температурной компенсации трубопровода
http://xn--m1abbbfjh0bzc.xn--p1ai/nagr.php?get=2
 

 

7 часов назад, Guterfreund сказал:

И не важно, высокое это давление или налив.

больше давление - толще труба - больше масса трубопровода

 

7 часов назад, Guterfreund сказал:

Ну а если у Вас другой размер трубы (не соответствующий НП-068)

у меня нагрузки даются в ТЗ практически всегда, и они совпадают с нагрузками по НП..

 

Вот пример. Врезка двух одинаковых штуцеров в обечайку диаметром 9 метров и толщиной 6 мм, и в коническое днище толщиной 8 мм..

Штуцер 273х11, труба D250

Бак работает под налив. Конструктивно врезку можно усилить приваркой воротника разумной ширины, с наружной и внутренней стороны.
Это и было сделано в расчетной модели. Расчетные напряжения в обеч/днище в месте врезки превышают допускаемые в 2-3 раза. Конец.

Изменено 6 августа 2021 пользователем Jesse

[Jesse 958]

@Guterfreund , а вы допускаемые для расчета врезки штуцера при НУЭ по какой категории напряжений берёте? g_rv ?
Для g₂ и g_rv

 в более чем 2 раза отличается как раз\
 

[Guterfreund 75]

06.08.2021 в 15:44, Jesse сказал:

Не знаю, делал тесты давно на простых моделях - не увидел значительного влияния массового участия. Возможно, мои тесты не были репрезентативны..)

 

Самое простое, проверить по реакциям в опоре. Если Ваша суммарная эффективная масса получилась равной 50% и Вы не учли высшие формы галкой "Missing Mass Effect", Ваши реакции будут недооценены!

 

06.08.2021 в 15:44, Jesse сказал:

у меня нагрузки даются в ТЗ практически всегда, и они совпадают с нагрузками по НП..

т.е. Заказчик хочет просто получить равнопрочную конструкцию. Это нормально...

 

06.08.2021 в 15:44, Jesse сказал:

Конструктивно врезку можно усилить приваркой воротника разумной ширины, с наружной и внутренней стороны.

Также можно увеличить толщину патрубка!

 

06.08.2021 в 17:14, Jesse сказал:

а вы допускаемые для расчета врезки штуцера при НУЭ по какой категории напряжений берёте? g_rv ?

Каждое допускаемое для своей группы напряжений. Если нагрузки учитывают температурные воздействия, то допускаемое будет равно sigmaRV, если это механические нагрузки, допускаемое равно sigma2.

 

Хотя у Вас на картинке выше показаны весовые нагрузки от трубопровода. Вы понимаете принцип категоризации напряжений и назначения допускаемых напряжений для соответствующих категорий?

[Fedor 1 597]

Цитата

 нагрузки определяются несущей способностью трубы

Оригинальная мысль. :)

[Jesse 958]

4 часа назад, Guterfreund сказал:

Самое простое, проверить по реакциям в опоре. Если Ваша суммарная эффективная масса получилась равной 50% и Вы не учли высшие формы галкой "Missing Mass Effect", Ваши реакции будут недооценены!

спасибо за ответ, попробую.. я то обычно по перемещениям сравнивал...

 

4 часа назад, Guterfreund сказал:

Также можно увеличить толщину патрубка!

это поможет патрубку, но не обечайке/днище - все проблемы, как правило, там...

 

4 часа назад, Guterfreund сказал:

если это механические нагрузки, допускаемое равно sigma2.

да, перепроверил у себя старые записи, так оно и есть. Думал мало ли неправильно понял как-то, или есть категория напряжений местн+общ напр-я но без температуры; или что это на эти температурные напр-я можно как-то подзабить.. Со временем начинаешь во всём сомневаться..
Да и по прогибам ясно, что не проходит - короткий патрубок на 15 мм прогибается...

[Guterfreund 75]

17 минут назад, Jesse сказал:

это поможет патрубку, но не обечайке/днище - все проблемы, как правило, там...

вот как раз днище и обечайку можно проверять по сигмаRv, т.к. изгибные напряжения там местные...

[Jesse 958]

@Guterfreund ещё вопрос насчёт демпфирования для сейсмики... какое значение принимаете? В пнаэге 2 предложения на эту тему

В НП-031 вообще логарифмический декремент исп-ся в контексте сейсмикиНо в скобочках указано вроде бы относительное демпфирование

Ещё есть ГОСТ 30546.1-98 на электрич. машины, приборы и всё такое прочее.. там 5%

 

По общим рекомендациям во всяких статейках там тут тоже "как правило" 5%...

10 минут назад, Guterfreund сказал:

вот как раз днище и обечайку можно проверять по сигмаRv, т.к. изгибные напряжения там местные...

спросил у коллеги. Говорит мы учитываем нагрузки только от веса, соотв-но и допускаемые только по сигма2, мех...
Пересчитаю конечно на суммарные нагрузки с критерием по сигма RV, но по грубой оценке видно что так же сильно не проходить будут эти проблемные патрубки

[Guterfreund 75]

9 минут назад, Jesse сказал:

демпфирования для сейсмики... какое значение принимаете

При отсутствии данных консервативным можно считать демпфирование 2% (мы считаем так), как указано в ПНАЭ. Если в ТЗ есть отличные от 2% величины демпфирования, можно принимать их.

[Jesse 958]

4 минуты назад, Guterfreund сказал:

Если в ТЗ есть отличные от 2% величины демпфирования, можно принимать их.

в ТЗ нам дают спектры ответа, и на них кривые, соотв-е разным значениям демпф-я....

[Guterfreund 75]

40 минут назад, Jesse сказал:

спросил у коллеги. Говорит мы учитываем нагрузки только от веса, соотв-но и допускаемые только по сигма2, мех...

коллега заблуждается :)

 

Местные изгибные напряжения от любых нагрузок учитываются по сигмаRV. А вот местная мембрана по сигма2.

 

Несмотря на то, что оба этих напряжения относятся ко вторичным в Нормах местное мембранное напряжение условно отнесено к категории первичных напряжений для исключения избыточной пластической деформации в рассматриваемой зоне.