4. Расчет на прочность компенсатора 374бл03.А0835-0

1. Расчетные случаи

4.1.1 Расчет на прочность компенсатора проведен на случай нагружения отдельных сборок и деталей компенсатора в соответствии с техническими требованиями (ТТ) конструкторской документации (КД) по испытаниям на прочность (случай цеховых испытаний на прочность).

В случае штатной эксплуатации расчет на прочность компенсатора проведен на совокупность нагружающих факторов, приведенных в техническом задании 374БЛ03-219-1501-2006 ТЗ, инерционными нагрузками от собственного веса и нагрузками со стороны примыкающих к компенсатору трубопроводов в соответствии с документом 14А15.0000-0 РО3.2. Расчеты проведены на максимальные значения внутреннего давления и осевых сил.

2. Расчет на прочность корпуса 374бл03.А0835-1

4.2.1 Материал корпуса 374БЛ03.А0835-1 круг ГОСТ 2590-2006, сталь 03Х11Н8М2Ф-ВД «Селект»-а ТУ 14-1-5286-94. Механические характеристики:

= 932 МПа;= 834 МПа.

Расчет на прочность корпуса 374БЛ03.А0835-1 в случае испытаний на прочность в соответствии с техническими требованиями КД, проведен на воздействие внутреннего давления, максимальная величина которого, в соответствии с КД, при проведении испытаний равна = (10,03) МПа. Эскиз и расчетная схема корпуса в соответствии с рисунком 2. Все внутренние поверхности корпуса нагружены давлением гидроиспытания. Дополнительно корпус нагружен осевыми силами:

- N, возникающей на штуцере – наконечнике под монтажный сварной стык от технологической заглушки при воздействии на нее внутреннего давления испытаний;

- N, действия давления на кромку соприкосновения корпуса и стопорного кольца.

Расчет корпуса проведен на минимальные значения толщин, полученных в результате учета допусков на изготовление соответствующих деталей, с использованием трехмерного конечно-элементного моделирования по программе Pro/ENGINEER. Конечно – элементная модель (сетка КЭМ) в соответствии с рисунком 5.

Осевая сила N, Н, определена по формуле

N=, (4)

где = 12 мм - наибольший проходной диаметр внутренней поверхности штуцера, мм.

На основании формулы (4) вычислена осевая сила

N­=H.

Осевая сила N, Н, определена по формуле

N=, (5)

где = 90 мм - диаметр внутренней поверхности корпуса, мм.

d

d

N

N

Рисунок 2 – Эскиз и расчетная схема корпуса 374БЛ03.А0835-1 в случае испытаний на прочность

На основании формулы (5) вычислена осевая сила:

N=H.

Результаты расчета корпуса 374БЛ03.А0835-1 в случае испытаний на прочность в виде общей картины напряженно-деформированного состояния с диаграммами напряжений и перемещений в соответствии с рисунками 6, 7. Расчетная модель корпуса в качестве справочного материала для случая «гидравлические испытания» приведена в электронном виде в соответствии с Приложением А.

Максимальные напряжения для случая испытания на прочность равны

МПа.

Запас прочности

n=

4.2.2 В случае штатной эксплуатации расчет на прочность корпуса 374БЛ03.А0835-1 проведен на воздействие внутреннего расчетного давления P =fP= 1,50,6 = 0,9 МПа на значение дополнительной осевой силыN, возникающей от воздействия примыкающих к компенсатору трубопроводов. Расчетная схема компенсатора в соответствии с рисунком 3. За максимальное значение дополнительной осевой силы принято значение деформационного момента примыкающих к компенсатору трубопроводов.

Осевые силы N,Nопределены по формулам (4), (5) с заменой давления испытания на расчетное давление.

N= 101,7 Н,

N= 5722,7 Н.

Значение дополнительной осевой силы, возникающей от воздействия момента примыкающих к фильтру трубопроводов, определено по формулам

N=, (6)

где =W– внешний момент от трубопроводов, Н∙мм;

D– средний диаметр трубы, мм.

Момент сопротивления сечения, мм

W=, (7)

где - толщина трубопровода, мм.

M^р= 20055,8 = 11160 Н∙мм,

W=мм,

N= 4960H.

P

N

N

N

Рисунок 3 – Расчетная схема корпуса 374БЛ03.А0835-1 в случае штатного нагружения.

Результаты расчета корпуса 374БЛ03.А0835-1 в случае штатной эксплуатации в виде общей картины напряженно-деформированного состояния с диаграммами напряжений и перемещений в соответствии с рисунками 8,9. Расчетная модель корпуса в качестве справочного материала для случая «штатная эксплуатация» приведена в электронном виде в соответствии с Приложением Б.

Максимальные расчетные напряжения для случая штатного нагружения равны

МПа.

Запас прочности

=