|
Штуцер-МКЭ 3.5. Руководство пользователя | |
Коэффициент концентрации напряжений определяется следующим образом:
| $$ SCF = \frac{K_m \sigma_{MAX}}{\sigma_{NOM}} $$ | (5.12) |
| где | $\sigma_{MAX}$ | - | максимальные вторичные напряжения (локальные мебранные, от изгиба и температурного расширения), которые получаются из конечно-элементного анализа; |
| $\sigma_{NOM}$ | - | номинальное напряжение в трубе, которое зависит от типа нормативного документа и вида нагружения. |
Пиковое напряжение $\sigma_{NOM}$ получается на основе вторичных напржений (локальные мебранные, изгибных и от температурного расширения) с учетом интенсификации напряжений в сварном шве:
| $$ \sigma_{PEAK} = \frac{K_f}{i_w}\sigma_{MAX} $$ | (5.13) |
| где | $K_f$ | - | коэффициент учета пиковых напряжений (fatigue strength reduction factor), по умолчанию принимается равным 1.35 и задается в каждом сварном шве; |
| $i_w$ | - | коэффициент интенсификации для поперечного сварного шва между трубами, по умолчанию принимается равным 2.00. |
Коэффициент интенсификации напряжений $i$ вычисляется как отношение пиковых напряжений к номинальным:
| $$ i = \frac{\sigma_{PEAK}}{\sigma_{NOM}} = \frac{K_f}{i_w} SCF $$ | (5.14) |
Коэффициент учета пиковых напряжений $K_f$ это коэффициент концентрации напряжений (SCF), который учитывает влияние локального структурного разрыва (концентрации напряжений) на усталостную прочность. Это отношение усталостной прочности компонента без разрыва или сварного соединения к усталостной прочности того же компонента с разрывом или сварным соединением. Значения для некоторых конкретных случаев определяются эмпирически (например, сварные швы). При отсутствии экспериментальных данных коэффициент усиления напряжения может быть получен из теоретического коэффициента концентрации напряжения, полученного из теории упругости или основанного на рекомендациях, представленных в таблицах 5.11 и 5.12. [10].
Коэффициенты интенсификации напряжений определяются для магистральной части тройников и отводов, а также врезок штуцеров в обечайки. В зависимости от выбора: место врезки или край элемента, будут получаться различные значения для штуцера.
 |
| Рис. 5.28. Локальная система координат штуцера для расчета SIF |
Пример результатов расчета коэффициентов гибкости приведен в таблице 5.5 для системы координат штуцера, указанной на рис. 5.28.
| Таблица 5.5. Коэффициенты интенсификации напряжений (SIF) | ||||||
| Описание | Коэффициент учета пиковых напряжений | Напряжения, МПа | Коэффициенты конц. и интенсификации напряжений | |||
| Макс. | Ном. | |||||
| Kf | σMAX | σNOM | SCF | i (SIF) | ||
| От осевой силы N | ia | 1,3500 | 1050,2615 | 77,7000 | 14,5306 | 9,8082 |
| От изгибающего момента Mi в плоскости |
ii | 1,3500 | 276,9120 | 77,7000 | 3,8311 | 2,5860 |
| От изгибающего момента Mo из плоскости |
io | 1,3500 | 667,5290 | 77,7000 | 9,2354 | 6,2339 |
| От крутящего момента Mt | it | 1,3500 | 252,0132 | 77,7000 | 3,4867 | 2,3535 |
| От расчетного давления p | ip | 1,3500 | 345,7572 | 77,7000 | 4,4499 | 3,0037 |
Штуцер-МКЭ 3.5. Руководство пользователя
Copyright © 2003-2025, НТП Трубопровод