Расчет шпильки

[Aleksey]

Столкнулся с такой же проблемой. Есть МКЭ модель, по которой напряжения в шпильке получаются меньше чем по нормам ПНАЭ. Если брать напряжение из Норм, шпилька не проходит по прочности, если из МКЭ - проходит. Как тут быть? Менять материал шпильки или всю конструкцию перерабатывать или есть другие варианты? Хотя ведь Нормы и нарушать-то нельзя, принимая за истину результаты МКЭ.

Нормы нарушать нельзя, однозначно.
В расчетах МКЭ что задашь, то и получишь.
Как моделировался затяг шпильки?

[Aleksey]

В Нормах ПНАЭ стоит примитивная формула для расчета этих величин. Я же видел, что люди используют более сложные зависимости, где учитывают трения в резьбе и по поверхности Гайка-Шаиба. Результаты по этим формулам различаются значительно. Как тут быть?

В коэффициентах, которые приведены в Нормах, учтено трение.
Как правило, всегда пользуюсь формулами Норм.
Один раз было исключение, когда не могли обжать металлическую прокладку (Теплообменник газ-газ) - пользовались другими источниками.

[Guterfreund]

Нормы нарушать нельзя, однозначно.
В расчетах МКЭ что задашь, то и получишь.
Как моделировался затяг шпильки?

Затяг шпильки моделировался инструментом "Bolt Pretension" в Ansys. Температурные напряжения также учитывались.

У меня было мнение, что метод МКЭ дает более точные результаты при правильном моделировании. На некоторых этапах я получаю величину напряжений по формулам и методом МКЭ практическу одинаковую.

Возможно напряжения в шпильке по Нормам получаются выше, как уже писалось, из-за неточности аналитической модели, подразумевающей жесткость фланцев и податливость шпильки? Некоторые аналитические формулы со временем устарели и МКЭ может дать более точные ответы на некоторые вопросы. С этим нужно что-то делать. Нет большого желания переоценивать и так уже спроектированную в запас конструкцию.

[Aleksey]

Честно говоря в ANSYS мало работал. В основном в COSMOS/M, CosmosWorks.
Знаю, что в настоящее время разрабатывается СПИР (Свод правил и рекомендаций) - теоретически, там должны быть включены расчеты МКЭ

Затяг шпильки моделировался инструментом "Bolt Pretension" в Ansys.

- с такими элементами не работал, надо заняться

[Guterfreund]

Знаю, что в настоящее время разрабатывается СПИР (Свод правил и рекомендаций) - теоретически, там должны быть включены расчеты МКЭ(

А где можно почитать об этом СПИР?

[Aleksey]

пока наверно нигде

[Guterfreund]

Добрый день!

Возник вот какой вопрос: в шпильке имеется напряжение растяжения и напряжение изгиба. Это две разные компоненты напряженного состояния шпильки. С допускаемыми напряжениями необходимо сравнивать приведенное определенным образом напряжение.

В Нормах АЭУ в разделе "Расчет напряжений в шпильках" определены методы расчета отдельных составляюших: растяжение, изгиб, кручение. Формулы для определения приведенного напряжения там не нашел.

В разных источниках встречаются разные способы определения приведенного напряжения в шпильке: растяжение+изгиб; растяжение+0,6*напряжение изгиба.

Где правда?

Заранее спасибо!

[Aleksey]

Нормы, стр. 51, таблица 5.1
Болты и шпильки:
Расчетная группа категорий напряжений (s)4w:
Приведенные напряжения, определяемые по суммам составляющих средних напряжений растяжения по сечению болта (шпильки) и общих изгибных напряжений, вызванных механическими нагрузками и температурными воздействиями....

[Guterfreund]

Возможно у Вас есть информация откуда возникает величина 60% от изгибных напряжений?

Например, в нормах расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды, стр. 145 приведенное напряжение в шпильке определяется по формуле sigma(растяжение)+0,6*sigma(изгиб) < 1.3[sigma].

Почему тут берется не сумма изгиба и растяжения, а изгиб учитывается лишь на 60%?

[Aleksey]

В изгибаемых элементах в отличие от центрально растянутых появление напряжений, равных пределу текучести, на наружной поверхности стержня не приводит к исчерпанию несущей способности шпильки, так как в глубине сечения значения напряжений меньше и, следовательно, шпилька будет оказывать сопротивление при дальнейшем росте внешней нагрузки.
Думаю что этим руководствовались разработчики РД.....

В атомных Нормах сумма изгиба и растяжения - в запас прочности.

[Aleksey]

http://stresscalc.ru/forbb/viewtopic.php?t=532

[Guterfreund]

Если посмотреть таблицу 5.1 Норм АЭУ (страница 51) для сигма4w в правом столбце обозначены состовляющие категории напряжении, которые просуммированны. На самом деле напряжение кручение учитывается не просто суммированием, а иначе (4*тау2).

Возможно и сумма растяжения и изгиба понимается тут также не чистой, а приведенной. Таким образом, в Нормах АЭУ не обозначено четко метода приведения напряжений.

Может методика из Норм расчета на прочность стационарных котлов быть рабочей в условиях применения норм АЭУ?

[Aleksey]

(4*тау2) - ?

[Aleksey]

Методику РД не стал бы распространять на АЭУ.

[Guterfreund]

sigma4w=корень квадратный [sigma²+4*tau²]

Возможно, это не распространение методики РД на Нормы АЭУ, а применение в нормах АЭУ адекватного приведения растягивающих и изгибающих напряжений.