Напряжения в трубе

[ekaterina562 0]

При выполнении статического анализа, полученные напряжения превосходят расчетные почти в два раза. Выполнение нелинейного анализа на ситуацию не влияет. Труба находится под действием внутреннего давления в 2МПа и температурного перепада (-160). Отсюда возникают продольные и кольцевые напряжения, если применить к ним 4-ую теорию прочности (которая и используется в расчетах программы), получается величина в пределах 8 МПа, SolidWorks же дает результат около 16 МПа. С чем может быть связано это? Не могу найти ошибку в моделировании

[Jesse 958]

вы трубу как моделировали - оболочкой или твёрдым телом?)

g1=qD/2t;

g2=qD/4t - главные напряжение такие?

И ещё: я так понял у вас материал пользовательский.. проверьте там значения E и другие, мб в этом косяк..
В SW в научной нотации не пишут характеристики по-человечески, приходится количество циферок считать.. сам так накосячил недавно на порядок ошибься

Изменено 28 мая 2019 пользователем Jesse

[ekaterina562 0]

Трубу моделировала твердым телом. Напряжения, да по этим формулам, где q давление. Материал посмотрела, все так. Что даст моделирование через оболочку? Работаю в солидворксе на уровне начального пользователя, не знаю, в чем разница между этими свойствами.

и оболочку, вы имеете в виду, в меню статического анализа или при создании детали?

[Jesse 958]

13 минуты назад, ekaterina562 сказал:

Что даст моделирование через оболочку?

сам не гуру в расчётах, но при малой толщине трубы большую погрешность может дать при расчёте твёрдым телом в сравнении с аналитическим решением или численным оболочкой.
в расчётной ветки помню кто-то писал, что если и считать тетрами, то должны быть как минимум 3 элемента на толщину чё то такое

Изменено 28 мая 2019 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

@ekaterina562 посчитайте отдельно с давлением и отдельно с температурой, сравните с теорией. Будет видно в какой нагрузке проблема.

Скорее всего ошибка в температурных нагрузках - там надо задавать начальную температуру (как начальное условие) и конечную (как темп. нагрузка) а на скриншоте обе температуры приложены как нагрузки.

Надо как-то так.

https://www.youtube.com/watch?v=57ESUUdK1OI

Вот туда надо вписать 273 а всю модель нагрузить температурой 113, если я правильно понял суть задачи. Только если труба может деформироваться вдоль оси, то температурные напряжения будут только вокруг заделки - труба будет свободно укорачиваться.

Изменено 28 мая 2019 пользователем karachun

[Jesse 958]

погодите ка. Так у вас же пластмасса!

[ekaterina562 0]

Да, вы правы, пластмасса, где-то что-то упустила?

 

Посмотрела по поводу температуры, без ее учета, только при учете давления, все равно получается большое значение, 14 МПа

[karachun 2 038]

9 минут назад, ekaterina562 сказал:

14 МПа

Это напряжения в трубе или возле заделки?

Еще неплохо выложить модель и написать ее параметры (диаметр, толщина) текстом для тех у кого нет солида. Может ошибка в ручных расчетах. Ну и сам расчет тоже можно прикрепить.

[Jesse 958]

12 минуты назад, ekaterina562 сказал:

Да, вы правы, пластмасса, где-то что-то упустила?

пластмасса нелинейный материал.. мб нелинейный расчёт использовать попробуйте

[ekaterina562 0]

Давление в трубе 2 МПа. Наружный диаметр 500 мм, внутренний 410, толщина стенки 45 мм. Величина кольцевых напряжений получается 9,11 МПа, осевых тогда 4,55 МПа. Напряжения Мизеса тогда 7,9 МПа. 

13 минуты назад, Jesse сказал:

пластмасса нелинейный материал.. мб нелинейный расчёт использовать попробуйте

Нелинейный расчет существенно не повлиял на результат((

[averome 58]

19 минут назад, Jesse сказал:

нелинейный материал

у пластмассы как и у стали есть линейный участок)

Есть такой документ, при работе с трубами из пластика

Скрытый текст

http://rostherm.ru/gost/7sp40-102-2000.pdf

этот в основном с монтажом связан

http://овк43.рф/upload/iblock/c32/c32a538eb0b255843352bdf791a37c38.pdf

здесь больше по свойствам, для информации

Если по средним свойствам пластмасс взять допускаемое то примерно при допускаемом напряжении в 15  МПа толщина примерно равна 25 мм., от давления не должна труба разлетаться. Но это не точно

Изменено 28 мая 2019 пользователем averome

[ekaterina562 0]

15 минут назад, karachun сказал:

Это напряжения в трубе или возле заделки?

Еще неплохо выложить модель и написать ее параметры (диаметр, толщина) текстом для тех у кого нет солида. Может ошибка в ручных расчетах. Ну и сам расчет тоже можно прикрепить.

трубопровод.zip
Максимальные напряжения по верхней образующей цилиндра 

[Jesse 958]

@averome а что насчёт свойств пластика при низких температурах как в этом случае?

@ekaterina562 так вы оболочкой посчитали?

[ekaterina562 0]

я быстро переделала на оболочку, до этого моделировала обычным твердым телом, вытягивая кольцо)

[Jesse 958]

27 минут назад, ekaterina562 сказал:

переделала на оболочку

ну а напряжения что? те же что ли?

[averome 58]

41 минуту назад, Jesse сказал:

низких температурах как в этом случае

не применял бы пластик при криогенных) но пластик пластику рознь, частично, физика процесса будет похожа, что и с металлами, но будет отличаться тем, что метал при применение в криогенных температурах упрочняется, кристаллы сжимаются, что проявляется в уменьшении межатомных расстояний и увеличению модуля упругости. В основном упрочнение происходит из-за скольжения кристаллической решётки. НУ и в основном происходит хрупкое разрушение металла, отдельный параметр есть хладноломкость.

Что с пластиками происходит, скорее всего при захолаживании, в основном, пластик теряет свою прежнюю форму и способность держать прежнюю нагрузку. Возможно параметр хладноломкости является определяющим. С ходу не смог найти инфу про применению в криогенике пластмассовых труб.

Изменено 28 мая 2019 пользователем averome

[ekaterina562 0]

12 минуты назад, Jesse сказал:

ну а напряжения что? те же что ли?

Напряжения немного уменьшились, стали 12 МПа. 

5 минут назад, averome сказал:

не применял бы пластик при криогенных) но пластик пластику рознь, частично, физика процесса будет похожа, что и с металлами, но будет отличаться тем, что метал при применение в криогенных температурах упрочняется, кристаллы сжимаются, что проявляется в уменьшении межатомных расстояний и увеличению модуля упругости. В основном упрочнение происходит из-за скольжения кристаллической решётки. НУ и в основном происходит хрупкое разрушение металла, отдельный параметр есть хладноломкость.

Что с пластиками происходит, скорее всего при захолаживании, в основном, пластик теряет свою прежнюю форму и способность держать прежнюю нагрузку. Возможно параметр хладноломкости является определяющим. С ходу не смог найти инфу про применению в криогенике пластмассовых труб.

По  поводу хладостойкости пластмассовых труб, в проверяемом материале заявлена хладостойкость без особого снижения прочностных характеристик. В этом и суть моего исследования, посмотреть, хватит ли прочности для этого и как материал будет вести с течением времени (длительная прочность и ползучесть), но это долгий разговор. 

в рамках моей диссертации, я составила обобщенную методику расчета, которая сходится с существующими, но солидворкс дает другой результат и не ясно почему 

 

[Jesse 958]

1 час назад, averome сказал:

метал при применение в криогенных температурах упрочняется

Предел прочности растет, но допускаемое напряжение для нестатичных конструкций уменьшать придется при расчёте ввиду того же охрупчивания, верно? Для углеродистой стали например..

[soklakov 1 475]

2 часа назад, ekaterina562 сказал:

но это долгий разговор. 

время есть. рассказывайте)

3 часа назад, karachun сказал:

Может ошибка в ручных расчетах.

сегодня дипломница ферму Мизеса приносила. говорит, не сходится с аналитикой ансис. ну, ансис-то мы ей починили. а в аналитике все равно косяк был.

ошибка всегда в ручных расчетах. сразу после того, как ошибки численного починены)

пока пост 5 рулит и не очень понятно, была ли реакция.

[karachun 2 038]

@ekaterina562 покажите скриншоты с напряжениями. У меня все почти сошлось но надо учитывать что такая труба уже не тонкостенная, кольцевые и осевые напряжения получились 10 и 5 МПа, эквивалентные - 8.7 МПа.

@soklakov Теория в безопасности)

Эквивалентные  

Hide  

Осевые и кольцевые  

Hide  

Начните с простого - одна восьмушка цилиндра с плоским днищем, по линии разреза приложите ГУ симметрию и смотрите напряжения около плоскости симметрии.

2 часа назад, ekaterina562 сказал:

но солидворкс дает другой результат и не ясно почему

Ответ всегда один - виноват пользователь. Надо начинать с простых задач и потом переходить к сложным. Солидворкс это должным образом усовершенствованная логарифмическая линейка) Вы же не будете обвинять логарифмическую линейку в том что результаты не сходятся?

Изменено 28 мая 2019 пользователем karachun