Конечно-элементное моделирование и расчеты на прочность опорных узлов колонных аппаратов — различия между версиями

Версия 00:46, 20 июня 2013

Конечно-элементное моделирование и расчеты на прочность опорных узлов колонных аппаратов - магистерская диссертация, выполненая Никитой Плешаковым под руководством к.ф.-м.н. асс., каф. ТМ В.А. Кузькина и вед. инж. ЗАО "НЕФТЕХИМПРОЕКТ" Е.Е Гилёва.

Введение

В связи с интенсификацией производства в последние годы на нефтеперерабатывающих заводах устанавливаются все более крупногабаритные аппараты. Увеличение весов вертикальных аппаратов ужесточает требования прочности для опорных узлов(ОУ), в то время как типовые ОУ во многих случаях применить невозможно. Предложено разработать методику оценки прочности нестандартных опорных узлов посредством конечно-элементного(КЭ) моделирования.

КЭ модель колонны с приложенными нагрузками и модель опорного узла

Результаты работы

Проведена ревизия современных аналитических методик. Анализ напряжений в болтах, согласно данным методикам, выявил существенную разницу(~x2). Произведен расчет элементов опорного узла согласно ГОСТ Р 51274-99. Разработана упрощенная аналитическая модель основанная на классических принципах механики, правильность расчета которой проверена методом КЭ. В пакете ANSYS создана КЭ модель для расчета на прочность нестандартных опорных узлов. Проведено сравнение результатов расчета напряженно-деформированного состояния КЭ модели с расчетом по ГОСТ. Отмечена сходимость большинства основных параметров, что подтверждает правильность реализации КЭ модели. Выявлена разница значений напряжений(60%) в области верхнего опорного кольца. Даны рекомендации по укреплению ОУ и экономии материалов. Для меньших материальных затрат возможно разделение конической части опоры на две части: утолщенную внизу, более тонкую вверху. Разделение поспособствует снижению напряжений в зоне опорных колец, и сокращению материальных затрат на производство юбки опоры, которая может достигать 30 метров. Для снижения напряжений в анкерных болтах следует обеспечить высокую жесткость ОУ. Возможным вариантом увеличения жесткости является увеличение количества ребер жесткости и толщины опорных колец.