Задание граничных условий в препроцессоре
На данном этапе задаются ТД параметры из раздела 1.2 по таблице 1.
Рис. 6 – Задание параметров решателя
(включено уравнение тепловой энергии)
Рис. 7 – Граничные условия на входной поверхности Inlet
Рис. 8 – Граничные условия на выходной поверхности Outlet (выбрано одно из стандартных давлений аппаратов под давлением 1,6 МПа)
Рис. 9 – Граничные условия на стенке
Рис. 10 – Параметры решателя (заданы max 1000 итераций, шаг 0,8 при стандартном 1, критерий сходимости уменьшен до 1*10-5)
Результаты
В результате были получены поля распределения напряжения, как главного показателя надёжности и перемещений точек конструкции. Данные показатели также характеризуют металлоёмкость и, как следствие, целесообразность применения данной конструкции в данных условиях нагружения (работы).
Вариант 1. Нагрузка давлением 1,6 МПа
Рис. 11 – Распределение напряжений в объёмном представлении
Рис. 12 – Поле распределения перемещений
Вариант 2. Нагрузка давлением 8 МПа
Рис. 13 – Распределение напряжений в объёмном представлении
Рис. 14 – Поле распределения перемещений
Вариант 3. Нагрузка давлением 25 МПа
Рис. 15 – Распределение напряжений в объёмном представлении
Рис. 16 – Поле распределения перемещений
Обобщение результатов и выводы
Полученные результаты расчёта напряжений и перемещений конструкции задвижки сведены в таблицу для наглядности.
|
|
|
Таблица 2 – Результаты
| Задаваемый параметр | Параметры, получаемые в процессе решения | |
| Нагрузочное давление, МПа | Напряжение Max, МПа | Перемещение (деформация) Max, м |
| 1,6 | 6,2 | 7,2*10-7 |
| 8,0 | 31 | 3,6*10-6 |
| 25 | 97 | 1,1*10-5 |
Из таблицы 2 видно, что по мере увеличения прикладываемой нагрузки, возрастают эквивалентные напряжения в конструкции и, соответственно, деформация.
Из данного расчёта можно сделать вывод о надёжности конструкции. Так, например, при нагрузке в 25 МПа допустимо изготовление задвижки из наиболее распространённой стали для арматуры трубопроводов 09Г2С, запас прочности составляет от 3 до 6 крат, в зависимости от степени термообработки, что характеризуется достаточным по многим нормативным требованиями (ГОСТ, DIN, ASME).
Новизна данного метода анализа конструкции заключается в возможности провести тщательный анализ проектируемой пневмо-/гидросистемы и осуществить подбор и покупку действительно необходимого оборудования, а не полагаться на традиционные нормативы, предполагающие хотя и высокий, но зачастую избыточный запас прочности конструкций.
При масштабировании данного подхода достигается значительное сокращение затрат средств как на постройку, так и на последующее обслуживание объектов, содержащих самую разную номенклатуру изделий.
|
|
|
Данный подход применим не только к трубопроводным задвижкам, но и к любому объекту инжиниринговой сферы.
Заключение
Современные методы проектирования позволяют экономно распоряжаться материальными ресурсами и получать большую эффективность капиталовложений инвесторов проектов. Метод конечных элементов, используемый в современных компьютерных комплексах, позволяет проводить сложные научные изыскания.
Масштабный подход к решению задач в различных отраслях промышленности с применением программных комплексов способствует решению глобальных проблем России в рамках Стратегии научно-технологического развития России, таких как: рост темпа и качества научных исследований, значительное сокращение производственных затрат, импортозамещение. Таким образом, можно утверждать, что МКЭ является важной составляющей экономического успеха России.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!