Штуцер-МКЭ 3.5. Руководство пользователя

3.11.1. Расчет МКЭ

В результатах расчета по МКЭ приводятся уровень разбивки K_m и коэффициент запаса, учитывающий уровень разбивки, а также данные о допускаемых напряжениях и модулях упругости материалов штуцера, накладного кольца (при его наличии) и обечайки (днища).

Выводится конечно-элементная модель узла врезки. Пример врезки наклонного штуцера в коническую обечайку представлен на рисунке 3.76. Можно видеть точку приложения нагрузок (красная) и точки закрепления модели (желтые).

Рис. 3.76. Конечно-элементная модель узла врезки

При нажатии кнопки выводится более подробная разбивка врезки штуцера, а при нажатии кнопки в автоматически выбранном масштабе рисуется деформированная под действием всех заданных нагрузок модель (рис. 3.77).

Рис. 3.77. Виды отображения конечно-элементной модели в отчете

Непосредственно вдоль линии пересечения патрубка с обечайкой расположены так называемые элементы «шва». При расчете в упругой постановке данные элементы не рассматриваются в соответствии с нормативными документами. В области подошвы шва определяются пиковые локальные напряжения. Более подробное описание этих элементов и определение их геометрических размеров дано в разделе "Определение напряженно-деформированного состояния".

Подробное описание видов напряжений и их допускаемых величин приводится в разделе "Методическое обеспечение".

На рисунке 3.78 показан пример распределения общих напряжений на внешней поверхности деталей врезки с оценкой полученных напряжений. Серым цветом закрашены элементы сварки, не участвующие в оценке напряжений.

Рис. 3.78. Общие (мембранные и изгибные) напряжения на внешней поверхности, МПа

МКЭ расчет врезки штуцера\опоры (присоединяемого элемента) или только несущего элемента выполняется всегда, остальные расчеты опционально. Дополнительно может быть выполнен расчет жесткости врезки по WRC см. [17] и укрепления отверстия по [3] (рис. 3.79).

Рис. 3.79. Задание дополнительных типов расчетов

При расчете в условиях коррозионной сероводородсодержащей среды выводятся результаты дополнительного расчета общих (мембранных и изгибных) растягивающих напряжений на внутренней поверхности деталей врезки, а также мембранных растягивающих напряжений. Оценка полученных результатов проводится в соответствии с [5].

Выводятся таблицы допускаемых нагрузок на штуцер как при действии расчетного давления, так и при его отсутствии.

Активация расчета на жесткость позволяет получить таблицы с жесткостями и податливостями штуцера в месте врезки либо на краю патрубка. В отличие от расчета на прочность, расчет жесткости врезки проводится без учета суммарных прибавок к толщинам элементов. Если выбрана локальная система координат, необходимо выбрать место, для которого проводить расчет жесткости: край патрубка либо место врезки в аппарат.

Активация расчета на прочность при малоцикловых нагрузках  позволяет проводить расчёт основанный на [5] с учётом количества циклов нагружения, размаха нагрузок и пр. Где в качестве амплитуды напряжений подставляются полученные по МКЭ значения.