Pipe stress analysis - Y piece

#21
Các phần mềm như AutoPIPE hay CAESAR II dùng để phân tích toàn cục (global) giả sử các fittings là đủ bền để phân tích ứng suất và tính vẹn toàn của đường ống (pipeline, piping). Sau khi chạy bằng các phần mềm này xong sẽ xuất ra nội lực tại các mặt cắt của fittings, rồi dùng các phần mềm phần tử hữu hạn như Ansys, Abaqus,... phân tích local theo các tiêu chuẩn ASME,...
 

Đang diễn ra: Cuộc thi thiết kế "Elite Product Designers 2020" trên MES LAB

Lượt thích: umy

umy

Well-Known Member
#23
Thí dụ FEA hệ thống Ống trong thực tiển:

Phân tích tổng thể (System), với Pipe element type

https://pveng.com/home/pipe-stress-analysis/screenshots-of-pipe-stress-analysis-in-action/

A pipe rack with elevated risers and expansion loops. Red pipe in the middle is the full system. Top and bottom pipes in blue are details. Motions are shown below.



Motion of pipes in the pipe rack with elevated risers. Attention is paid to optimizing the design of the loop while keeping motions and loads in the rest of the system within limits.



A tower with a guided flexible pipe connection. The guided connection allows the flexibility required in the nozzle while limiting the loads applied to the vessel nozzle. Modelling the flexibility of the nozzle and accounting for the different possible temperatures of the piping system and tower is required for successful analysis.



Stress analysis of a pump skid from storage towers to dual pumps. The temperature distribution of the piping varies depending on which pump or pumps are running. Here the pipes leading to the operating pump are hotter than the standby pipes. Multiple load cases are required to ensure the piping design is acceptable.



Pipe stress analysis of the fictional but artistic piping system shown on our homepage.


Xem thêm
sau đó cục bộ (local) theo các tiêu chuẩn ASME,...


https://pveng.com/home/fea-stress-analysis/finite-element-analysis-in-action-post/

https://pveng.com/home/pipe-stress-analysis/pipe-stress-analysis-sample-report/

FEA Stress Analysis


Finite Element Analysis (FEA) can calculate pressure, thermal and seismic stress and cycle life for complex designs outside of standard code rules.



Displacement of the bend under pressure magnified 2000x.

Displacement is calculated first. Here the displaced shape has been magnified 2000x. It can be seen from the top view that under pressure the legs separate. The diameter also grows, but not from the centerline. The displaced shape is complex enough that the analyst cannot easily predict it. From this it is expected that the stress pattern will also be complex.


Stress plot with area of excess stress shown. The design fails.
 
Last edited:

umy

Well-Known Member
#24
khác biệt về sức bền vật liệu của Ống dày và Ống mỏng

Trích bên VUDSE:
Thao Anh My
Bạn nào phân biệt giúp mình sự khác nhau khi tính sức bền vật liệu của Ống dày và Ống mỏng nhỉ? Tại sao phải phân biệt ra hai loại này? Xin cảm ơn.
HO Vinh-Quynh
Đối với ống mỏng thì sự thay đổi ứng suất tiếp thông qua bề dày ống là nhỏ và radial stress có thể được bỏ qua. đối với với ống dày thì kể đến đầy đủ 3 thành phần ứng suất: longitudinal stress, radial stress và circumferential stress.
Minh Le
Ống mỏng thì tiết diện ống được đơn giản hoá bằng chu vi x bề dày, phương trình trở thành gọn nhẹ hơn nhiều
Ống dày thì nghiệm được giải từ pt Navier (dạng a+b/r2), đầy đủ và chính xác hơn nhưng implant phức tạp hơn vì phải tính iteration trong trường hợp multi coating
Hình so sánh mô phỏng trên Ansys, course trường Montreal
https://moodle.polymtl.ca/pluginfile.php/601144/mod_folder/content/0/Section 1_2019Aut_-MEC2405_rappel Mec 1420-PDF-No_video.pdf?forcedownload=1


Tran Hoang Son
Minh Le anh nghĩ là vẫn geometry ống mỏng đó mà chia 3-4 ra theo bề day rồi chạy chắc là vẫn ổn, lại nhìn được biến thiên T theo bề dày cho vui mắt. Làm kiểu kia anh sợ SV lại nhầm ống thành mỏng nghĩa là mô hình có 1 lớp element theo bề dầy
....
Thao Anh My
Cảm ơn mọi người. Điều này có nghĩa rằng: Theo sức bền vật liệu, cả ống dày và ống mỏng đều được coi là một lớp phần tử theo chiều dày, nhưng đối với ống dày thì sẽ xem xét thêm phần ứng suất tiếp (ứng suất cắt), còn ống mỏng thì chỉ xét ứng suất pháp như hình vẽ dưới đây phải không ạ?



Dinh Van Duc
Với ống mỏng, ứng xử tại mọi điểm giống như ứng xử của shell. Tại một điểm luôn có 2 thành phần ứng suất: hoop stress (tác nhân là internal pressure và hydrostatic pressure) và longitudinal stress (tác nhân là axial force, bending moment, poison effect và end cap force), shear force đối với offshore pipeline rất ít khi được tính đến. Với ống dày thường hay được sử dụng cho piping (đường ống công nghệ), ngoài hai thành phần ứng suất kể trên, tại một điểm trên thành ống còn có thêm thành phần ứng suất hướng tâm, thành phần hướng kính này thường được tính theo tiêu chuẩn (tùy chỉ tiêu an toàn từng ngành nghề mà qui luật phân bố ứng suất hướng tâm có công thứ tính riêng). Đường ống công nghệ do sử dụng nhiều support nên thành phần ứng suất cắt thường hay xuất hiện.
 
Last edited:

Thành viên đang online

Top