Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

SZERKEZET-INTEGRITÁSI OSZTÁLY BAY ZOLTÁN ALKALMAZOTT KUTATÁSI KÖZALAPÍTVÁNY LOGISZTIKAI ÉS GYÁRTÁSTECHNIKAI INTÉZET Miskolc-Tapolca 2008 SZABVÁNYOS ELJÁRÁSOK.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "SZERKEZET-INTEGRITÁSI OSZTÁLY BAY ZOLTÁN ALKALMAZOTT KUTATÁSI KÖZALAPÍTVÁNY LOGISZTIKAI ÉS GYÁRTÁSTECHNIKAI INTÉZET Miskolc-Tapolca 2008 SZABVÁNYOS ELJÁRÁSOK."— Előadás másolata:

1 SZERKEZET-INTEGRITÁSI OSZTÁLY BAY ZOLTÁN ALKALMAZOTT KUTATÁSI KÖZALAPÍTVÁNY LOGISZTIKAI ÉS GYÁRTÁSTECHNIKAI INTÉZET Miskolc-Tapolca 2008 SZABVÁNYOS ELJÁRÁSOK ÉS A VÉGES-ELEMES MÓDSZER I. SZOFTVERCENTRUM - SZIMULÁCIÓS WORKSHOP

2 2 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Bevezető A véges-elemes számítások eredményei általában nem vethetők össze a szabványban leírt követelményekkel. Ezeket az eredményeket tudni kell átfordítani szabvány nyelvére, hogy nyilatkozhassunk a megfelelőségről. Bizonyos esetekben vizsgálni kell a különböző szabványok alkalmazhatóságát, és az adott feladatnak legmegfelelőbbet kell választani.

3 3 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szerkezetek, berendezések biztonságos üzemeltethetőségi feltételeinek vizsgálata, hibák veszélyességének értékelése Nemzetközi szabvány alapján megfelelőség igazolása különböző berendezésekre és szerkezeti elemeire.

4 4 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szerkezetek, berendezések biztonságos üzemeltethetőségi feltételeinek vizsgálata, hibák veszélyességének értékelése MSC.PATRAN3D-s geometriai modell beolvasása (parasolid file) MSC.PATRAN szoftver- rendszerbe. Modell hálózása Tetra10 elemekkel. Anyagtulajdonságok és peremfeltételek definiálása a különböző üzemállapotoknak megfelelően.

5 5 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szerkezetek, berendezések biztonságos üzemeltethetőségi feltételeinek vizsgálata, hibák veszélyességének értékelése MSC.MARCSzilárdsági és élettartam számítások minden üzemállapotra MSC.MARC szoftverrel segítségével. Megfelelőség igazolása meghatározott időtartamra.

6 6 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szerkezetek, berendezések biztonságos üzemeltethetőségi feltételeinek vizsgálata, hibák veszélyességének értékelése Helyi elsődleges membránfeszültség intenzitás 1.Feszültségkomponensek átlagolása a teljes keresztmetszetre a következő integrál kiszámításával: Ahol s a falvastagság az adott helyen, x pedig egy, a falra merőleges koordináta. 2.Az így kapott átlagos feszültségkomponensekből kapott egyenértékű feszültség értéke a helyi elsődleges membránfeszültség. A szabványnak megfelelő feszültség komponensek meghatározása a véges-elemes szimuláció eredményéből.

7 7 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szerkezetek, berendezések biztonságos üzemeltethetőségi feltételeinek vizsgálata, hibák veszélyességének értékelése Helyi elsődleges membrán + hajlítófeszültség intenzitás 1.Feszültségkomponensek membrán tagjának meghatározása, a teljes keresztmetszetre, a következő integrál kiszámításával: 2.Feszültségkomponensek hajlító tagjának meghatározása, a teljes keresztmetszetre, a következő integrál kiszámításával: 3.Az így kapott membrán- és hajlítófeszültségek komponensenként vett összegének képzése. 4.A komponensekből kapott egyenértékű feszültség értéke a helyi elsődleges membrán+hajlítófeszültség.

8 8 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Szabványok alkalmazhatóságának vizsgálata

9 9 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Kritikus hibaméret meghatározása tranziens hegesztési varratokra Reaktortartályok üzem közbeni vizsgálata során alapvető dolog törésmechanikai számítások végzése. Megbízható és igazolt módszerek szükségesek a reaktortartály és hegesztési varratainak analíziséhez. A varratok roncsolásmentes vizsgálatához egy minimum hibaméret meghatározása szükséges. A szabványok törésmechanikai eljárásai egyszerű geometriákhoz vannak kifejlesztve, mint csövek vagy héjak.

10 10 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Kritikus hibaméret meghatározása tranziens hegesztési varratokra Több tranziens varrat található egy kritikus helyen. Nincs érvényes megoldás kidolgozva tranziens varratok esetére A kritikus helyek általában 3D-s geometriával és terhelési esettel rendelkeznek. Egy igazolt módszer kidolgozása szükséges a tranziens varratokra.

11 11 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Célkitűzés Az ASME BPVC K I –re vonatkozó analitikus összefüggéseinek alkalmazhatósági elemzése  Komplex geometriák  Tranziens varratok  Mechanikai és tranziens hőterhelés esetén

12 12 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Célkitűzés Az ASME BPVC XI H4221, A3300 és R6 valamint VEM alapján számított K I értékek összehasonlítása cső-szerű geometria húzó és hajlító igénybevétele esetén. K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometria tranziens varratai esetén mechanikai és tranziens hőterhelés figyelembevételével, véges-elemes módszer segítségével Az ASME BPVC A3300 eljárás alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén

13 13 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása Terhelés –húzás (100 MPa) –hajlítás (100 MPa) Méretek –Tranziens varrat átmérője: 548 mm –R/t: Repedés méret –a/w: 0.25; 0.5; 0.75 –  : 11.25°; 22.5°; 45°

14 14 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása K I meghatározása az ASME XI H4221 alapján –Csövekre húzás és hajlítás esetén –Kerületi hiba –Egyszerű egyenlet –Széles körű alkalmazhatóság

15 15 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása K I meghatározása az ASME XI A3300 alapján –Héjak, fal mentén megoszló terheléssel –Polinomos feszültség leírás –Paraméterek az ASME táblázatokból –Széles körű alkalmazhatóság

16 16 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása K I meghatározása R6 alapján –Csövek, fal mentén megoszló terheléssel és globális hajlítással –Polinomos feszültség leírás –Paraméterek táblázatokból, de az értékek csak R/t=5- 10 között lehetnek

17 17 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I meghatározása VEM-mel –Valós 3D-s repedés geometria –Lineárisan rugalmas anyagmodell –J integrál számítás/poszt–processzálás a felületen és a repedés legmélyebb pontjában. –K I számítása J-integrálból: Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása

18 18 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 a=55,875  =45° a=37,25  =22,5° a=18,625  =11,25° Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása MSC.MARC 2005r2 3D-s 20 csomópontú hexagonális elemek K I meghatározása VEM-mel

19 19 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása K I és J-integrál értékek 100 MPa maximális húzófeszültség esetén

20 20 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 a/t=0,5  =22,5° Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén

21 21 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása K I és J-integrál értékek 100 MPa maximális hajlító feszültség esetén

22 22 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 a/t=0,5 mm  =22,5° Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén

23 23 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén  Mi az oka az ASME XI App A3300 konzervativizmusának? –Maga az ASME konzervatív? –Minden esetben alkalmazható ez a melléklet? –A paraméterek az érvényességi határon kívűl esnek? –Egyéb okok?

24 24 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén  ASME XI App A3300 Széles alkalmazási körrel rendelkezik, - azonban a paraméterek durva felosztással vannak megadva egy nemlineáris függvény kapcsolathoz a/t a/2c

25 25 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén  Lineáris közelítés szükséges egy valós repedés méret esetén  A polinommal való közelítés a valóságot jobban közelítő paraméter értékeket adhat  A különbség igen jelentős lehet a lineáris és a polinommal való közelítés között  =45°  =22,5°  =11,25° Táblázati értékek

26 26 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén  Relatív különbség a polinomos, a lineáris és számított K I értékek között a/t=0,5  11,25°  22,5°  45°

27 27 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC XI H4221 és A3300, R6 valamint VEM összehasonlítása Következtetések –Az ASME H melléklete jó egyezést mutat a véges- elemes számításokkal keskeny repedés esetén, azonban mély repedéseknél konzervatívvá válik –Az ASME A melléklete jó összhangban van a véges- elemes számítással keskeny repedés esetén. Azonban minél hosszabb a repedés, annál konzervatívabb lesz a lineáris közelítés miatt. –Az R6 eljárás adja a legközelebbi eredményt a véges- elemes számításhoz, azonban az értékek alacsonyabbak, mint a numerikusan számolt – nem konzervatív!

28 28 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Tranziens varrat anyagok és geometria

29 29 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Gőzfejlesztő tranziens varratainak modellezése BAY-LOGI Csatlakozó cső Merev gyűrű GF tartály Varrat Párnaréteg

30 30 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása a GF tranziens varratai esetén Terhelések: –Csatlakozó csővezetékről átadódó –Belső nyomás –Tranziens hőterhelés

31 31 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Terhelés a csatlakozó csővezetékekből –Húzás és hajlítás a csatlakozó csövek határterheléséből

32 32 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Belső nyomásból származó húzás –10 MPa nyomás a primer körben

33 33 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Belső nyomás –10 MPa nyomás a szekunder körben

34 34 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Hőterhelés –30°C/h hűtés a szekunder körben –Főgőzvezeték törés –100°C termikus sokk a szekunder körben

35 35 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 K I és J I értékek számítása valós 3D-s geometriák tranziens varratai esetén Hőterhelés –20 °C/h fűtés a primer körben, –100°C termikus sokk a primer körben

36 36 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén  Feszültség eloszlás a fal mentén Húzás Hajlítás

37 37 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 a/t=0,5  =22,5° Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén

38 38 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 a/t=0,5 mm  =22,5° Az ASME BPVC alkalmazhatósága adott 3D-s geometria esetén

39 39 Szoftvercentrum - Szimulációs Workshop, 2008 Következtetések A feszültség eloszlás a falon jelentősen különbözik a húzott és a hajlított egyenes cső esetén. Az ASME BPVC XI H melléklet nem alkalmazható a vizsgált geometria esetén, mivel nem-konzervatív értéket ad. Az ASME BPVC XI A melléklet konzervatív közelítést ad, azonban nem javasolt a használata kiterjedt repedések esetén a paraméter közelítések ellenőrzése nélkül. A hőterhelések, falmenti hajlításként kezelhetők, így az ASME BPVC XI A melléklet alkalmazható. A hűtésnek nincs jelentős hatása a repedésterjedésre az a/t=0,5 felett. Az R6 eljárás alkalmazhatónak tűnik, azonban további numerikus igazolás szükséges más véges-elemes szoftverek segítségével BAY-LOGI

40 Köszönöm figyelmüket! Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet


Letölteni ppt "SZERKEZET-INTEGRITÁSI OSZTÁLY BAY ZOLTÁN ALKALMAZOTT KUTATÁSI KÖZALAPÍTVÁNY LOGISZTIKAI ÉS GYÁRTÁSTECHNIKAI INTÉZET Miskolc-Tapolca 2008 SZABVÁNYOS ELJÁRÁSOK."

Hasonló előadás


Google Hirdetések