Расчет триклампового соединения, под внутренним давлением

[Protos 7]

Доброго времени суток!

Подскажите пожалуйста, у кого-нибудь тут есть опыт в рассчете фланцевого соединения трикламп с применением МКЭ на прочность?

Практика показывает, что пластиковый трикламп в нашей сборке - слабое место.

Хотелось бы понять как правильно задать в этой задаче граничные условия, сопряжения между деталями, модифицировать геометрию, если требуется.

Прилагаю картинку соединения триклампа из инета. И реальное фото заглушки с куском треснувшего фланца при испытаниях. Заранее благодарен!

 

 

      

Изменено 25 октября 2017 пользователем Protos

[piden 2 874]

42 minutes ago, Protos said:

И реальное фото заглушки с куском треснувшего фланца при испытаниях.

Что-то по микро-фото не очень понятно, что и где там треснуло.

 

45 minutes ago, Protos said:

пластиковый трикламп в нашей сборке - слабое место.

"Пластиковый трикламп" - это когда весь узел из пластика, или имеется ввиду прокладка между двумя фланцами?

[piden 2 874]

Offtop

Форум рекламу высвечивает:



 

 Может в этом вся причина появления

1 hour ago, Protos said:

заглушки с куском треснувшего фланца при испытаниях

 

[Protos 7]

42 минуты назад, piden сказал:

Offtop

 

  Скрыть содержимое

 

 

Форум рекламу высвечивает:



 

 Может в этом вся причина появления

 

 
 

 

Увы - это Германия :)

 

1 час назад, piden сказал:

Что-то по микро-фото не очень понятно, что и где там треснуло.

 

"Пластиковый трикламп" - это когда весь узел из пластика, или имеется ввиду прокладка между двумя фланцами?

Прошу прощения - фотал картинку на телефон :) В электронном виде нет. Треснувший кусок - белый кусочек пластика в верхней части круга заглушки. Линия излома - горизонтальная хорда в самом верху.

 

Пластиковый трикламп - это пластиковые фланцы и стальной хомут. Прокладка из эластичного материала.

 

[AlexKaz 1 829]

2 часа назад, Protos сказал:

пластиковый трикламп в нашей сборке - слабое место.

Хотелось бы понять как правильно задать в этой задаче граничные условия, сопряжения между деталями, модифицировать геометрию, если требуется.

Не указали тип анализа - статика или устойчивость.

[piden 2 874]

5 minutes ago, Protos said:

фотал картинку на телефон :)

Т.е. это фото фотки? 21 мегапиксель у Lenovo Vibe X3 остался не у дел...

 

Получается, что треснул пластиковый фланец, т.к. сильно надавил стальной хомут при затяжке, правильно?

И тогда вопрос: цель посчитать, или цель - сделать, чтобы не ломалось? Т.к. в последнем случае, скорее всего, достаточно будет изменить дизайн хомута.

 

 

[AlexKaz 1 829]

Лучше смотреть сходу в сторону устойчивости

[piden 2 874]

2 minutes ago, AlexKaz said:

Лучше смотреть сходу в сторону устойчивости

Я считаю, что сходу лучше ничего не делать, а прояснить проблему для начала.

Если мои предположения верны, то это - контактная задача: хомут углом давит на пластиковый фланец, фланец подается в сторону мягкой прокладки и проламывается.

[Protos 7]

2 часа назад, AlexKaz сказал:

Не указали тип анализа - статика или устойчивость.

Статика

2 часа назад, piden сказал:

Т.е. это фото фотки? 21 мегапиксель у Lenovo Vibe X3 остался не у дел...

 

Получается, что треснул пластиковый фланец, т.к. сильно надавил стальной хомут при затяжке, правильно?

И тогда вопрос: цель посчитать, или цель - сделать, чтобы не ломалось? Т.к. в последнем случае, скорее всего, достаточно будет изменить дизайн хомута.

 

 

Вообще он треснул в ходе испытания на предельную гидравлическую нагрузку. Т.е. это тест изделия, в котром в результате так или иначе что то ломается:)

Моя задача построить модель, которая адекватно воспроизведет нагрузку и максимальная нагрузка окажется в месте реального разрушения. Ну, это если в детали вдаваться.

А вообще, нужно смоделировать фланцевое соединение с заглушкой под внутренним гидравлическим давлением!

[Protos 7]

2 часа назад, piden сказал:

Я считаю, что сходу лучше ничего не делать, а прояснить проблему для начала.

Если мои предположения верны, то это - контактная задача: хомут углом давит на пластиковый фланец, фланец подается в сторону мягкой прокладки и проламывается.

Хомут де факто просто сжимает два фланца вместе со стороны боковой конической поверхности, чтобы они уплотнялись по прокладке.

Изменено 25 октября 2017 пользователем Protos

[piden 2 874]

20 minutes ago, Protos said:

Вообще он треснул в ходе испытания на предельную гидравлическую нагрузку. Т.е. это тест изделия, в котром в результате так или иначе что то ломается:)

Ок, тогда такой сценарий произошедшего:

Жидкость давит на эластичную прокладку, которая, расширяясь, сильнее прижимает пластиковый фланец к углу металлического хомута, пока фланец не проломится.

 

23 minutes ago, Protos said:

Моя задача построить модель, которая адекватно воспроизведет нагрузку и максимальная нагрузка окажется в месте реального разрушения. Ну, это если в детали вдаваться.

Вам известны свойства материалов прокладки и фланца?

 

 

[Protos 7]

15 минут назад, piden сказал:

Ок, тогда такой сценарий произошедшего:

Жидкость давит на эластичную прокладку, которая, расширяясь, сильнее прижимает пластиковый фланец к углу металлического хомута, пока фланец не проломится.

Да, да, именно так, полагаю и происходит на самом деле!

15 минут назад, piden сказал:

Вам известны свойства материалов прокладки и фланца?

Да, основные мех свойства есть.

Подскажите, кстати, пожалуйста, дело в том, что я очень даано не занимался прочностными расчетами, по идее же для моделирования взаимодействия материалов в упругой области кривой "напряжения-деформация",  достаточно модуля упругости? У меня есть несколько больше данных, но хотелось бы понимать какой минимум данных для рассчетной программы при решении подобных задач. Ну, безусловно с пределом текучести потом сопоставить напряжения нужно, чтобы оценить запас по прочности. Но это уже как следующий этап рассчетов.

Изменено 25 октября 2017 пользователем Protos

[piden 2 874]

45 minutes ago, Protos said:

по идее же для моделирования взаимодействия материалов в упругой области кривой "напряжения-деформация",  достаточно модуля упругости?

По идее да, но для эластичной прокладки и, скорее всего, пластикового фланца, более адекватно применять гиперэластичную модель материала.

Да, параметры под нее подобрать - уже отдельная задача)

 

Для первого приближения можно попробовать с линейным материалом для прокладки, и с коэф. Пуассона 0,499...

 

Одна из предстоящих сложностей - контакты. Вы какой код планируете использовать для расчета?

[Protos 7]

1 час назад, piden сказал:

Одна из предстоящих сложностей - контакты. Вы какой код планируете использовать для расчета?

Смеяться будете, встроенную считалку в инвенторе;) может вообще все bonded сделаю.

 

1 час назад, piden сказал:

Для первого приближения можно попробовать с линейным материалом для прокладки, и с коэф. Пуассона 0,499...

Думаю, что я в первом приближении и останусь)

Я может что-то путаю, но коэф. Пуассона - это вроде бы свойства материала? Они вроде бы неотьемлемая его часть?

Или  0,499 - это чтобы не использовать гиперэластичную модель?

[soklakov 1 477]

19 часов назад, Protos сказал:

Моя задача построить модель, которая адекватно воспроизведет нагрузку и максимальная нагрузка окажется в месте реального разрушения. Ну, это если в детали вдаваться.

отличная задача) Это не детали, это основа.

16 часов назад, Protos сказал:

Или  0,499 - это чтобы не использовать гиперэластичную модель?

Да. Вы выше спрашивали, какой минимальный набор свойств нужен. Минимум: модуль упругости и коэффициент Пуассона. И да, 0.5 соответствует несжимаемому материалу. А резину стоит таковым считать. Но 0.5 нельзя задать в программу, там на ноль деление получится. Поэтому 0.4999.

 

19 часов назад, Protos сказал:

максимальная нагрузка окажется в месте реального разрушения.

По хорошему Вам нужны экспериментальные результаты для хотя бы двух типоразмеров. А лучше трех. Есть такие?

[Protos 7]

8 часов назад, soklakov сказал:

А резину стоит таковым считать. Но 0.5 нельзя задать в программу, там на ноль деление получится. Поэтому 0.4999.

Да с резиной проблем нет, коэф Пуассона для неё в свойствах материала еще в инвенторе забит. Я то думал, мне 0.499 не только для резины предлагается использовать, т.е. 0.499  - не потому что резина, а почему то еще. Фланцы то кстати из полисульфона сделаны.

8 часов назад, soklakov сказал:

По хорошему Вам нужны экспериментальные результаты для хотя бы двух типоразмеров. А лучше трех. Есть такие?

У меня есть результаты разрушения внутренним гидравлическим давлением 4 одинаковых изделий, т.е. есть 4 давления разрушения, лежащих в целом недалеко друг от друга.

 

Самое главное, что меня  на данный момент волнует - это условия на границе контакта фланцев и хомута.

Если задаю bonded, то (как я уже вычитал в умных книгах) из за разницы в свойствах материала фланца и хомута, на границе контакта возникают огромные напряжения, которые с увеличением разрешения сетки только растут. Какие бы контактные условия в данной задаче были бы на ваш взгляж адекватными?

[Victor_M 30]

В 25.10.2017 в 21:20, Protos сказал:

а, основные мех свойства есть.

Подскажите, кстати, пожалуйста, дело в том, что я очень даано не занимался прочностными расчетами, по идее же для моделирования взаимодействия материалов в упругой области кривой "напряжения-деформация",  достаточно модуля упругости? У меня есть несколько больше данных, но хотелось бы понимать какой минимум данных для рассчетной программы при решении подобных задач. Ну, безусловно с пределом текучести потом сопоставить напряжения нужно, чтобы оценить запас по прочности. Но это уже как следующий этап рассчетов.

1. какой все же материал у Вас используется?

его марка? (м.б. есть какие-то иностранные аналоги Вашего материала)

какие характеристики у Вас имеются?

Что Вы подразумеваете под основными свойствами?

*** модуля упругости конечно не достаточно

*** "минимум" данных для этой задачи не будет достаточным, поскольку Вы все время пишете о разрушении.... - а его как-то нужно описать

 

2. Какие у Вас относительные деформации?

Вы их хотя бы грубо оценить можете - на пример из разрушенного образца?

*** например нанести сетку на поверхность недеформированной прокладки и потом сравнить с сеткой на деформированной прокладке = получите какие-то значения относительно деформации.

 

 

[piden 2 874]

1 hour ago, Victor_M said:

......

*** "минимум" данных для этой задачи не будет достаточным, поскольку Вы все время пишете о разрушении.... - а его как-то нужно описать

......

Вы их хотя бы грубо оценить можете - на пример из разрушенного образца?

.....

О, как я ждал этого персонажа!

Дождливый осенний день расцвел новыми красками 

 

@Victor_M , продолжайте, прошу вас!

[Protos 7]

В 28.10.2017 в 12:05, Victor_M сказал:

1. какой все же материал у Вас используется?

его марка? (м.б. есть какие-то иностранные аналоги Вашего материала)

какие характеристики у Вас имеются?

Что Вы подразумеваете под основными свойствами?

*** модуля упругости конечно не достаточно

*** "минимум" данных для этой задачи не будет достаточным, поскольку Вы все время пишете о разрушении.... - а его как-то нужно описать

 

2. Какие у Вас относительные деформации?

Вы их хотя бы грубо оценить можете - на пример из разрушенного образца?

*** например нанести сетку на поверхность недеформированной прокладки и потом сравнить с сеткой на деформированной прокладке = получите какие-то значения относительно деформации.

 

 

1. Материал - полисульфон. У меня есть мех свойства от производителя. К сожалению точной маркой поделиться не могу. 

2. Относительные деформации к сожалению не определял. Но, могу точно сказать, что локально относительные деформации в размере вызывающем разрушение, т.е. соответствующие пределу прочности по диаграмме испытаний  на одноосное растяжения.

[Protos 7]

В 10/28/2017 в 13:29, piden сказал:

О, как я ждал этого персонажа!

Дождливый осенний день расцвел новыми красками 

 

@Victor_M , продолжайте, прошу вас!

Да лан, у всех свой подход к решению задач:)

Лучше подскажите мне, где найти пример подобного расчета для инвенторовской считалки?

Задачу то я кое как решил. Но уж больно криво. Но так как такие расчеты предстоят и в будущем, хотелось бы разобраться как выжать все возможное из этого рассчетчика и адекватно задать условия на границе контакта деталей:)