Сосуды Методы расчета элементов

В основу методов расчета элементов котла на прочность положен принцип оценки прочности по предельной нагрузке. В стенке цилиндрического сосуда или трубы, являющихся основными конструктивными формами элементов котла, находящихся под давлением рабочей среды, главными являются напряжения окружные Ог, осевые сгц и радиальные а, (рис. 24.3). По толщине стенки эти напряжения распределяются не- [c.437]

РД 26-02-62-88. Нормы и методы расчета на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих под давлением сред, вызывающих сероводородное коррозионное растрескивание. - М. ВНИИНЕФТЕМАШ, 1988. [c.270]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий, больших прогибов гибких оболочечных элементов и процессов газо- и гидростатического формования. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочечные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета лепестковых упругих муфт, многослойных сосудов давления, динамических характеристик пластинчатых систем, а также другие вопросы прочности как в общей постановке для широкой номенклатуры машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. [c.136]

Развитие в последние годы средств экспериментальных исследований позволяет проводить испытания с широким изменением условий нагружения не только на лабораторных образцах, но и на моделях и реальных элементах конструкций — сосудах давления, дисках, трубопроводах, сварных, резьбовых и других соединениях. Наряду с определением предельных нагрузок и чисел циклов существенное значение при этом имеет исследование кинетики номинальных и местных пластических деформаций, условий развития трещин и их переходов в неравновесное состояние. Такие испытания являются наиболее сложными и дорогостоящими, но они позволяют оценить правильность и точность разрабатываемых методов расчета, основанных на характеристиках механических свойств, которые устанавливают из опытов на лабораторных образцах. [c.27]

В настоящее время не существует общепринятых методов расчета укрепления отверстий. Для сосудов теплообменной аппаратуры может быть использован расчет, приведенный в нормах расчета элементов паровых котлов на прочность [51 ]. В соответствии с рекомендациями этого расчета, вначале определяется предельный размер неукрепленного отверстия, допустимый 200 [c.200]

Расчеты на прочность конструктивных элементов теплообменников из углеродистой или легированной стали выполняют в соответствии с ГОСТ 14249-79 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность . [c.120]

Раздел 8 в первом издании входил в третью книгу Тепловые и атомные электростанции . Перенос его в первую книгу второго издания обусловлен введением нового (девятого) раздела Расчет на прочность элементов конструкций теплотехнического оборудования . В этом разделе приводятся рекомендации и данные для расчетов на прочность обечаек, днищ и крышек, укрепляющих элементов сосудов и аппаратов труб и трубопроводов болтовых и сварных соединений и т. п. Нормы и методы расчетов даются в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами и многолетней практикой инженерных расчетов. С учетом предлагаемых здесь сведений будут пересмотрены соответствующие материалы прикладных разделов справочников, входящих в данную серию. [c.9]

Настоящие нормы и методы расчета распространяются на конструктивные элементы, детали и узлы цилиндрических сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности и изготовляемых из углеродистых и легированных сталей для работы в условиях статических нагрузок под внутренним давлением свыше [c.405]

Разработанные метод и программа позволяют решать сложные инженерные задачи расчета напряженного состояния в корпусах энергетических установок и в сосудах под давлением, имеющих разъемные фланцевые соединения, при эксплуатационных силовых и температурных режимах работы с учетом различных типовых особенностей этих конструкций. Метод и программа удобны для расчета оболочечных конструкций сложной формы с нелинейным распределением поверхностной нагрузки (примеры 1—5), для которых данный метод представляет собой вариант метода конечных элементов, использующий известные решения теории оболочек и пластин. Представление сложных участков оболочек совокупностью 8— [c.98]

Нормативные методы расчета на прочность сосудов высокого давления, которые работают при температурах, не вызывающих ползучести материала, основаны на принципах оценки по предельным состояниям (вязкому разрушению, охвату всего сечения элемента сосуда пластической деформацией, возникновению макротрещин при циклическом нагружении). Толщины элементов рассчитывают по предельным нагрузкам, соответствующим предельным состояниям вязкому разрушению или пластической деформации по сечению элемента (ОСТ 26 104 87). При расчете по методу предельных нагрузок расчетное давление р принимают в щ или раз меньше значений р., или р (где р , Рв - давление, при котором вся стенка элемента соответственно переходит в пластическое состояние или разрушается tij, п - коэффициент запаса статической прочности соответственно по р-, или р ). [c.779]

В химической промышленности широко применяются многослойные сосуды высокого давления. Под действием внутреннего давления многослойная цилиндрическая стенка из-за контактных сближений поверхностей отдельных слоев деформируется не так, как однослойная. В зоне сопряжения многослойного цилиндра с днищем возникает повышенный уровень напряжений по сравнению с аналогичной зоной однослойного цилиндра. Ранее эта задача решалась авторами на основе совместности деформаций многослойного цилиндра с полусферическим или эллиптическим днищем [1, 2]. При этом силы трения, возникающие на границе контакта слоев, не учитывались. Ниже рассматривается методика расчета многослойного цилиндра, сопряженного с монолитным элементом днищем, фланцем илй горловиной, учитывающая влияние сил трения на возможность проскальзывания слоев многослойного цилиндра. Напряженно-деформированное состояние монолитного элемента в этом случае определяется с помощью метода конечных элементов (МКЭ). Это позволяет решать данную задачу сопряжения многослойного сосуда с монолитным элементом - днищем, фланцем или горловиной - любой встречающейся на практике формы. [c.59]

Предложены новые методы расчета предельных состояний конструктивных элементов резервуаров, трубопроводов, сосудов и аппаратов, работающих под давлением. [c.2]

Для сосудов 3 и 4 расчеты по методу конечных элементов для упругой модели материала находятся в очень, хорошем соответствии с расчетами для упругопластического материа- [c.32]

Распределения радиальных перемещений для этого этапа нагружения представлены для сосудов 1, 3, 4 i соответственно на рис. 21—23[ Из этих рисунков и из табл. 4 видно, что средние повороты фланцев по-прежнему. достаточно хорошо предсказываются моделью жесткого кольца, хотя расчеты по методу конечных элементов указывают на нелинейную картину перемещения для колец верхних фланцев. В то же время сравнение с экспериментальными данными показывает, что абсолютные значения перемещений предсказываются моделью жесткого кольца неточно. Это, вероятно, связано с недооценкой сдвиговой жесткости колец фланцев вследствие пренебрежения влиянием коэффициента Пуассона Вообще следует отметить, что модель жесткого кольца неплохо описывает экспериментальные результаты по относительному проскальзыванию колец и хуже — по радиальному смещению. [c.35]

На рис. 24 и 25 для сосудов 3 и 4 соответственно показан рост зон пластичности с увеличением затяга шпилек. Расчеты проводились методом конечных элементов с использованием упругопластической модели материала. Значения усилий затяга на каждом шаге не задавали, а находили в процессе решения задачи путем введения для балочного элемента, моделирующего шпильки, изменения фиктивной темпера- [c.37]

Общее распределение напряжений. На рис. 31 для сосуда 3 приведены кривые равных уровней кольцевых напряжений и интенсивностей напряжений, вычисленные по методу упругопластических конечных элементов для области вне действительной зоны контакта (и, следовательно, совпадающие с расчетами по упругой модели материала )). На рис. 31 представлены два характерных вида нагружения — затяг шпилек и последующее нагружение внутренним давлением. Сравнение с экспериментальными данными не проводится, так как согласие расчета и экспериментов для напряжений не может быть лучше, чем для перемещений, определенных непосредственно по измеренным в опыте деформациям и уже сравнивавшихся выше с результатами вычислений. Поэтому имеет смысл обсуждать только различие в расчетах напряжений по методу конечных элементов и модели жесткого кольца, но, очевидно, это различие должно иметь такой же общий характер, как и различие в перемещениях. [c.48]

Цилиндрические, конические элементы, днища и крышки сосудов, работающих под давлением и не входящих в состав паровых или водогрейных котлов, должны рассчитываться согласно ГОСТ 14249-80 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность . Следует иметь в виду, что методы расчета, допускаемые напряжения и условные обозначения согласно Нормам расчета на прочность паровых котлов и трубопроводов и ГОСТ 14249-80 не всегда идентичны. [c.317]

Назначается силовой элемент сосуда, для которого выполняется расчет остаточного ресурса и указываются его характеристики геометрические размеры, необходимые для вычисления площади поверхности (диаметр и длина или др.), материал элемента, номинальная и расчетная толщина стенки, прибавка на коррозию. Наименование силового элемента задается из следующего перечня гладкая цилиндрическая обечайка гладкая коническая обечайка эллиптическое и полусферическое днище или крышка плоское круглое днище или крышка и т.п. При отсутствии данных о толщинах стенки последние определяют расчетным путем по известным формулам ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность . [c.203]

Выбор конструкционных материалов и прочностной расчет элементов трубопроводов (определение толщины стенок, расчет разъемных и сварных соединений, их обтюрация) [20, 47] производятся аналогично расчетам сосудов, работающих под давлением (см. п. 2.13.4). При этом используют как проектировочный, так и проверочный методы расчетов. С точки зрения расчета на жесткость и прочность, под действием внешних на- [c.500]

Для турбинных узлов типа сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов используют метод расчета по предельным нагрузкам, заложенный В основу норм расчета элементов паровых котлов на прочность [7] (см. гл. IX). Условия работы и нагружения таких конструкций, как корпусов конденсаторов, подогревателей и др., те же, что и котельных сосудов, поэтому для них можно применять одинаковые коэффициенты запаса прочности. [c.282]

Одной из самых важных областей применения метода конечных элементов является расчет осесимметричных тел, изображенных на рис. 1.1 (( ). К этой области относится большое количество прикладных задач, включая расчет бетонных и стальных резервуаров, сосудов, содержащих ядерное горючее, роторов, поршней валов и двигателей ракет. Нагрузки, так же как и геометрические очертания, бывают обычно осесимметричными. Здесь изображен только треугольный элемент, хотя полезен также и четырехсторонний элемент, аналогичный изображенному на рис. 1.1 (Ь). [c.21]

Прогнозирование состояния сосуда давления в рамках концепции ТПР требовало точных методов расчета, основанных на убедительных экспериментальных данных. Ведь речь шла, фактически, о стадии развитого процесса разрушения конструкций. А вся практика инженерных расчетов конца 50—60-х годов допускала работу только в области упругих деформаций (рис. 1, область /). Исключение составляли высоконагруженные элементы конструкций, работающие либо с малым ресурсом эксплуатации, либо в области высоких температур и напряжений, при которых протекают процессы ползучести. [c.7]

В настояш ее время, в связи с коренной перестройкой топливно-энергетической базы нашей страны в направлении резкого повышения роли ядерного горючего вместо природного газа, и, особенно, жидкого органического топлива, существенно возросла потребность в атомных энергетических установках. Организация их производства может быть основана на выпуске конструкций в многослойном исполнении, что в значительной степени будет способствовать решению всей проблемы. При этом, однако, следует иметь в виду, что атомные установки работают в более сложных и тяжелых условиях, чем сосуды химической промышленности и степень их ответственности значительно выше. Отсюда возникает необходимость в проведении комплекса работ, направленных на обеспечение надежности, долговечности п экономичности изготовления корпусов атомных реакторов, пароперегревателей, емкостей безопасности, защитных корпусов и др. Особое внимание должно быть обращено на вопросы, связанные с установлением напряженно-деформированного состояния многослойных стенок и сварных узлов конструкций, сопротивляемостью их хрупким и квазихрупким разрушениям, расчетами температурных полей в многослойных элементах, оценкой циклической прочности, изучением динамической и термоциклической стойкости конструкций, методам контроля, разработкой нормативных материалов по расчету на прочность. [c.23]

Расчет перемеш епий и усилий в корпусах энергетических установок сосудах под давлением, сложной формы патрубках и других конструкциях из элементов оболочек, пластин и кольцевых деталей предлагается выполнять с применением следуюш ей единой совокупности рекуррентных матричных соотношений метода начальных параметров [6] [c.77]

Условия задачи. Цилиндрическая труба (сосуд), испытывающая внутреннее давление, является важным элементом многих машин и сооружений естественно, что вопросу о расчете пластической деформации трубы посвящено большое число теоретических и экспериментальных исследований. Строгий анализ пластических деформаций трубы представляет значительные трудности и реализуется численными способами или методом последовательных приближений. Однако можно получить простое приближенное решение, если воспользоваться некоторыми упрощениями, подтверждаемыми результатами численного интегрирования. [c.114]

Работоспособность оборудования (трубопроводы, сосуды, аппараты и др.) зависит от качества проектирования, изготовления и эксплуатации. Качество проектирования, в основном, зависит от метода расчета на прочность и долговечность, определяется совершенством оценки напряженного состояния металла, степенью обоснованности критериев наступления предельного состояния, запасов прочности и др. В области оценки напряженного состояния конструктивных элементов аппарата к настоящему времени достигнуты несомненные успехи. Достижения в области вычислительной техники позволяют решать практически любые задачи определения напряженного состояния элементов оборудования. Достаточно обоснованы критерии и коэффициенты запасов прочности. Тем не менее, существующие методы расчета на прочность и остаточного ресурса тр>ебуют существенного дополнения. Они должны базироваться на временных факторах (коррозия, цикличность нагружения, ползучесть и др.) повреждаемости и фактических данных о состоянии металла (физико-механические свойства, дефектность и др.). [c.356]

Сравнение расчетов с экспериментами. В работе [31] для определения деформаций и напряжений во фланцевом соединении сосудов без нажимных колец использовались также два расчетных метода. Приближенный метод осуществлялся путем разбиения фланцевого соединения на базисные элементы - кольца, оболочки, балки. Поперечные силы и моменты в местах их соединений определялись из уравнений равновесия и совместности деформаций. Второй подход использует метод конечных элементов, для чего применялась программа MAR для ЭВМ /5Л/-370. Наличие в программе специальных люфтовых элементов позволяет моделировать нелинейную контактную задачу, связанную с локальным смыканием и (или) раскрытием зазора между поверхностями фланцев и проклад- [c.153]

Согласно ГОСТ 25859-83 [146], в нормах и методах расчета сосудов и стальных аппаратов на прочность при малоцикловых нагрузках к режиму малоциклового нагружения относятся нагрузки с размахом колебаний 15% для углеродистых и низколегированных сталей и 25% для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность, при числе главных циклов нагружения сосуда от давления, стесненности температурных деформаций и др. от 10 до 5x10 за все время эксплуатации. Подобные критерии отнесения к циклическим нагрузкам применимы и к другим элементам конструкций. [c.227]

При исследовании деформаций больших фланцев сосудов высокого давления в качестве основных расчетных элементов при составлении расчетной схемы фланца используют оболочку, жесткое кольцо балку. При нагружении таких сосудов типичной является ситуация, когда на узкие грани фланцев, сжимающие прокладку, действует со стороны прокладки момент сил реакции, довольно большой по сравнению с моментом от со-единительньцс шпилек, и поэтому требуется точно знать распр еделение сил реакции по радиусу. Расчетная схема, использующая оболочечйый элемент, позволяет приближенно учесть этот факт. Но есть еще однО обстоятельство, которое не учитывается при использовании указанного набора базисных элементов ), — это пластическая деформация прокладки. Из-за нее расчеты, основанные на линейно-упругой модели материала, могут стать неэффективными с другой стороны, применение базисного элемента в виде жесткого кольца может внести неточность в описание общего упругого поведения колец фланцев. Настоящая глава посвящена выяснению этих вопросов. С этой целью в ней проанализировано поведение узких фланцев двух разновидностей, типичных для фланцев реакторов с водой под давлением (ВВЭР), при помощи метода конечных элементов (упругих и упругопластических). Результаты расчетов сравниваются с вычислениями по расчетной схеме, использующей упомянутые выше базисные элементы, и с экспериментальными результатами. Экспериментальные данные о локальных деформациях прокладки получены с помощью специального оптического устройства, луч которого пропускался через канал для определе ния утечки во фланце силового корпуса ВВЭР. Для определения поворотов фланцев применялись тензодатчики, расположенные на силовых корпусах ВВЭР кроме того, датчики были наклеены и на шпильках. [c.9]

И упругопластическое поведение фланцев. Более подробное обсуждение этого подхода и некоторых его возможностей, практически полезных для эффективного расчета фланцевых соединений, будет дано ниже. Расчеты методом конечных элементов были выполнены для сосудов 3 и 4. Вычисления на основе модели жесткого кольца были проведены для всех сосуд,ов, хотя некоторые специальные детали были обследованы только для сосуда 3. Схематизация сосудов 3 и 4 для использования модели жесткого кольца показана на Jiii . 10. [c.22]

Причиной расхождения результатов вычислений по методу конечных элементов с экспериментальными данными для сосудов 3 и 4 следует считать довольно грубое предположение о том, что коэффициент трения между поверхностями прокладки равен бесконечности (оно было принято во всех расчетах по методу крнечных элементов). Для оценки его [c.36]

I—эксперимент П—расчет по модели жесткого кольда (для сосуда 3 колонка а—с учетом локальной гибкости, б—без учета) ill—расчет по методу конечных элементов. Уровни А и Б указаны на рисунке к табд. 3. [c.45]

Многочисленные сопоставлеиия [2] результатов расчетов, выполпенпых по (49)—(64), с результатами расчетов, выполненных методом конечных элементов и методом переменных параметров упругости, а также с опытными данными, полученными методами сеток, муара и малобазной тензометрии, ка плоских образцах с боковыми надрезами и отверстиями, сосудах давления с отверстиями и патрубками в широком диапазоне значений a[c.27]

В соответствии с предпосылками матрйчного метода расчета Упругих конструкций [9] упругопластический расчет по предлагаемому методу выполняется для осесимметричных корпусных конструкций и узлов энергетического оборудования, сосудов под давлением, фланцевых соединений, патрубков и других деталей, рассматриваемых как многократно статически неопределимые составные системы из элементов оболочек, пластин, кольцевых деталей и стержней. Различные типовые особенности этих конструкций, такие, как жесткие или упругие закрепления и опоры, шарнирные соединения, разъемные соединения с разнообразными условиями контактирования соединяемых деталей и узлов, разветвления меридиана и т. д., рассматриваются как разрывные сопряжения. В каждом приближении упругрпластического рас- [c.124]

В данной книге рассматриваются строение и свойства сталей, используемых для изготовления паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды, а также сосудов, работающих под давлением, описываются применяемые в энергетике стали и влияние технологических процессов и условий эксплуатации на структуру и показатели прочности металла. Значительное внимание уделяется строению и свойствам сварных соединений, сообщаются основные результаты исследований высокотемпературной газовой коррозии экранов, щирмовых пароперегревателей и конвективных поверхностей нагрева мощных паровых котлов помещена информация о коррозионных процессах в водной среде и низкотемпературной сернистой коррозии, излагаются мероприятия, позволяющие защитить трубную систему котлов от интенсивных коррозионных поражений, основные положения нормативных методов расчета на прочность элементов котлов, трубопроводов и сосудов, работающих под давлением. [c.7]

Корпуса энергетического оборудования и сосуды под давлением, работающие при статическом и повторноч татическом режимах нагружения, представляют собой крупногабаритные конструкции, в которых по условию прочности и надежности не допускается развитие в большом объеме материала пластических деформаций. Нормы расчета на прочность поэтому предусматривают в качестве основы расчетных методов оценку прочности, в частности, по такому предельному состоянию, как пластическая деформация по всему сечению детали. Это выражается в назначении допускаемого коэффициента запаса прочности по пределу текучести щ = 1,5, который учитывается при выборе основных размеров элементов по общим мембранным напряжениям. Например, в цилиндрической оболочке [c.204]

В работе (5] была предложена матричная форма метода начальных параметров для расчета упругих перемещений, усилий и напряжений в различных корпусах и сосудах, рассматриваемых как многократно статически неопределимые системы из элементов оболочек, пластин, кольцевых деталей, стержней, и были показаны преимущества этого метода ири расчете на ЭВМ. В работе [6] метод был развит применительно к различным типовым особенностям взаимодействия элементов и узлов таких конструкций, которые могут быть представлены как разрывные особенности или оазоывные сопряжения элементов. Примерами таких типовых особенностей являются контактные сопряжения фланцевых разъемных соединений, для которых неизвестны взаимные повороты и контактные моменты, зависящие от местной податливости зон контакта, величины радиальных проскальзываний и поперечных усилий, в свою очередь зависящих от сил трения в этих зонах и упругости шпилек фланцевых соединений. Разрывные особенности не только увеличивают число неизвестных величин, но и существенно усложняют применение для рассматриваемых статически неопределимых задач известных методов строительной механики, включая матричные, наиболее компактные и удобные при использовании ЭВМ. [c.76]

Темпы исследований, связанных с расчетом сосудов высокого давления, столь высоки, что зачастую в общих руководствах и справочниках трудно найти самые последние результаты,— ведь переиздавать большой справочный том ради внесения поправок в один его раздел вряд ли целесообразно. С другой стороны, разыскать нужную работу по расчету сосудов высокого давления в периодической печати нелегко, так как статьи на эту тему печатаются во многих журналах. В связи с 9fHM возникла идея собрать серию неопубликованных оригинальных статей по этой теме в одной книге, удобной для справок и использования в работе. Авторы этих статей являются признанными специалистами из организаций, хорошо известных своими достижениями в исследованиях, связанных с сосудами высокого давления. В книге представлены работы специалистов из Канады, Англии, Голландии, Италии и Японии. Они включают расчет ползучести конструкций, расчет оболочек методом коллокаций с использованием конечных элементов, трехмерный анализ напряженного состояния в зоне пересечения оболочек, приложение метода нижней границы предельной нагрузки, конструирование фланцев и накладок, подкрепляющих оболочки, расчет системы трубопроводов. Из перечисленного видно, что публикуемые в сборнике статьи охватывают широкий круг вопросов, [c.7]

Корпуса энергетического оборудования и сосуды под давлением, работающие при статическом и повторно-статическом режимах на гружения, представляют собой крупногабаритные конструкции, в которых по условию прочности и надежности не допускается развития в большом объеме материала пластических деформаций [1]., Нормы расчета на-прочность [2] поэтому предусматривают в качестве основы расчетных методов оценку прочности, в частности, по т 1Кому предельному состоянию, как пластическая деформация по всему сечению детали. Это выражается в назначении допускаемого коэффициента запаса прочности по пределу текучести = 1,5, который учитывается при выборе основных размеров элементов по общим мембранным напряжениям. Например, в цилиндрической оболочке допускаемые расчетное давление р и давление гидроиспытаний соответственно в 1,73 и 1,38 раза меньше величины рт соответствующей началу текучести в гладкой части оболочки (по условию Мизеса). [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...