Расчет сосуда под давлением

[Ё]

 А есть ещё радиальные силы от резьбы...

[Ё]

 P.S.: "Старослужащие"! Пожалуйста, не спешите! Пусть "молодёжь" хорошо подумает и смело выступит!

[Ё]

 Что, молодЁжь, страшно?! Это хорошо, если страшно! Если "инженер" - инженер, то страх - его неразлучный спутник... В принципе, не так всё и страшно... Если аккуратно посчитать  в соответствии с приведённой схемой, то ориентировочное значение растягивающего напряжения составит 1900кгс/кв.см. Это: с учётом коэф. "нераскрытия стыка" = "1", в предположении, что отсутствуют ударно-волновые процессы ( приведшие к катастрофе на СШГЭС )... В строительстве вполне допускается работа конструкций за "пределами" предела упругости. Иногда: с последствиями наподобие "Трансвааля"... Сам, слава богу, не проверял, но бают: струя масла под давлением 250техн. атм. с расстояния в полметра пробивает ладонь...

[Kirilius83]

Сам, слава богу, не проверял, но бают: струя масла под давлением 250техн. атм. с расстояния в полметра пробивает ладонь...

Бают  Через пол метра там не будет 250 атм, более того - когда струя вышла в атмосферу, давление там упало до атмосферного 
А вот скорость струи - другое дело, но это не сколько от давления, сколько от потока зависит. Это как у пули - дело в скорости и массе, а не давлении газов в стволе.

ЗЫ А давление в 200 атм - это обычное давление, простой насос для смазки его спокойно выдает (новый и 400 может выдать, пока не сношен).

[Ё]

 Молодой человек! У Вас есть что "по делу"?! Или Вы привыкли "ля-ля" справлять"?!

[Kirilius83]

Старый человечек, вы что - уже ревнуете, что еще кто-то кроме вас поучает, да еще кого - лично вас?!!!   

ЗЫ во первых, близко к делу, во вторых - комментарий к вашему "не по делу"

[Leadstar]

Добрый вечер! Подскажите, пожалуйста, методику расчета выгибания фланца поз 1 (придание бочкообразности). Представим, что левая и правая стороны заглушены.
Насколько я понимаю, сначала нужно высчитать силу, которая будет приложена к фланцу давлением 21 МПа. Площадь приложения считать по резиновому кольцу круглого сечения (200мм). Площадь круга = 31415 мм2.

F=P*S. F= 21 Н/мм2 (МПа) * 31415мм2= 659715Н. Материал, например, имеет сигму временную около 600 МПа.

Дальнейший расчет вводит в ступор. Задача - либо подобрать материал с определенной сигмой временной, либо увеличить толщину фланца, либо и то и другое.

[westdm]

Тут вопрос скорее не в расчете а в вашей картинке - такое соединение я считаю неправильным для указанного давления  - 21 МПа - указанное давление не соответствует изображенному соединению - все госты на подобные фланцы указывают максимальное рабочее давление в 20 МПа, и более того применение резиновых колец на такое давление во фланцах недопустимо. Для давлений от 20 до 100 Мпа используются например резьбовые фланцы по ГОСТ 9399 с линзовыми прокладками которые устанавливается между труб по ГОСТ 9400.

[Leadstar]

По ГОСТ 28919 фланцы и 21, и 35, и даже 105 МПа держат, с прокладками 8угольного сечения либо овального. Конструкция верная, это середина дисковой задвижки, которые широко распространены. Резиновые кольца в статике держат до 50МПа.
Так что вопрос именно в подборе мех. свойств и размеров фланца.

[Ё]

 Ровно то, что Вам нужно:  http://chem21.info/page/177132188005196222048097114165008165099255164228/

(Уплотнение фланцев кольцами КРУГЛОГО сечения при пульсирующем давлении до 300 атм. применяется с 80-х годов прошлого века даже в банальных сельхозмашинах - трансмиссия ГСТ-90. Так вот там есть проблема: фланцы малы, а трубы - жЁсткие. И не всегда получается надЁжное прижатие фланцев.)

Здесь основной момент: а) нераскрытие стыка более какой-то величины; б) отсутствие ползучести материалов фланца и болтов.

[Leadstar]

Это конечно все хорошо. Но мой основной вопрос в расчете именно на вздутие фланца. Остальное все посчитано, испытано, все работает.
Резиновые кольца держат давление 35МПа в данной конструкции при испытаниях (рабочее же будет 21макс). Фланец же немножко поддувает.

Как расчитать минимально необходимую толщину фланца при известном временном сопротивлении, чтобы его не начало выгибать - этот вопрос открыт. Логично предположить, что если фланец будет рассчитан и не будет выгибаться, то резиновое уплотнение станет еще надежнее.

[Ё]

...

Как расчитать минимально необходимую толщину фланца при известном временном сопротивлении, чтобы его не начало выгибать - этот вопрос открыт. ...

Конечно: ОТКРЫТ! А Вы как хотели?! В советские времена над такими вопросами целые институты работали! Для назначения КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА! Что значит: "его не начало выгибать"?! Выгибать его будет В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ! Весь вопрос: а) НА СКОЛЬКО и б) какие при этом получаются ДЕЙСТВУЮЩИЕ напряжения? НА СКОЛЬКО - это: сможет ли работать рез. кольцо? А ДЕЙСТВУЮЩИЕ напряжения - это: как будет идти накопление деформаций с течением времени? ( Или, вообще: когда произойдЁт усталостное разрушение? ) И здесь: самый верный выбор - смотреть на опробованные конструкции и считать, какие там получаются РАСЧЁТНЫЕ напряжения. А также: смотреть материалы по испытаниям тех сплавов, из которых будет делаться Ваша конструкция. С учЁтом того, что там у Вас - сварка?
Для того Вы и ИНЖЕНЕР, чтобы ПРИНИМАТЬ РЕШЕНИЯ! 

P.S.: и потом: для одних материалов "сигма врем." - характеристический показатель, а для др. - сугубо теоретическая величина.

[westdm]

Да верно, с таким гостом не сталкивался - так что конструкция норм., а по поводу чтобы не выгибало фланец, можно сделать расчет по ГОСТ Р 52857.2-2007 - п. 7.2 схема 11 по типу как плоская крышка с отверстием ослабляющим - ну и по результатам расчета взять толщину фланца, для успокоения - сделать трехмерную модель и нагрузить ее давлением - в солиде или апм перепроверить. несложная задача. я бы начал с модельки и понагружал ее давлением - там будет видно сразу насчет приблизительной толщины

[Leadstar]

Выгибать его будет В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ!

Разве? Необходимое условие - чтоб не выгибало фланец более, чем на величину допуска на соединения резинового кольца с канавкой.
При достаточной толщине внутренние напряжения материала не будут превышать предел прочности на изгиб/растяжение или даже не знаю что там за деформация происходит, комплексная какая-то. При этих условиях первый пункт выполним, фланец не выгнет за пределы допусков. Или я где-то неверно мыслю? Понимаю, что все нюансы не учесть, и эффект бабочки сыграть может  Но хотя бы методику теоретически вычислить варианты быть должны.

westdm
Да, прорисовал модель, установил APM, день поковырялся в нем. Комп завис) Разбил на слишком мелкие сегменты. Увеличил размер сегментов, жду)

[Kirilius83]

В ГОСТах на фланцы был расчет, там и с выворачиванием было.
Так же в инете книжка есть - Резьбовые и фланцевые соединения. Биргер, Иосилевич, 1990 г.

А не хотите сделать плавный переход от фланца к трубе. большой фаской? Жесткость возрастет, а масса не атк сильно.
Можно еще сделать уплотнения меньшего диаметра, вокруг самих труб - тогда площадь резко уменьшится, а с ней и нагрузки. Зачем вообще такой огромный фланец к таким небольшим трубам?
Либо сделать поясок и уплотнение по цилиндру - стык раскрываться почти не будет.

ЗЫ резиновые О-ринги и 100 МПа держат, используем, но правда резины потверже (хотя там всеравно фторопластовые кольца подложены) и по цилиндру уплотнение.
Восьмиугольные стальные кольца применять пробовали, но проблем больше - они твердоваты (самодельные, могут не отжигать) и уплотняют плохо (пришлось под них капролоновые подкладывать), проще оказалось О-ринги по цилиндру применить. Хотя может с покупными восьмигранными и норм было бы.

[Leadstar]

Kirilius83
Фланцы такого диаметра необходимы для того, чтобы внутри них, в полости, вращался шибер - это задвижка дисковая, нуждающаяся в доработке.
Про плавный переход - так и поступлю. Уже прорисовал в АПМ, но возникли вопросы.
Про уплотнения вокруг труб не понял. Труба и фланец - единая деталь (отливка).

Появился вопрос по APM - он всегда визуально деформирует детали от нагрузки, независимо от механических свойств материала?

[Ё]

Kirilius83
...

Появился вопрос по APM - он всегда визуально деформирует детали от нагрузки, независимо от механических свойств материала?

Что бы это значило...

[Leadstar]

Что бы это значило...

Вот. В самом АПМ не разобрался, где смотреть материал. Помню, в одной из операций у меня вылезло сообщение, что то вроде "не удалось получить доступ к библиотеке материалов, поэтому выбран материал по умолчанию - сталь". Какая сталь в сообщении указано не было.
Поэтому вопрос можно расшифровать так: на картинке показано, как деформируется тело при превышении определенных нагрузок, или это выгибание напрямую связано с механическими свойствами материала, заданным "по умолчанию"?

[westdm]

такими программами как апм и прочие расчетные приложения нужно пользоваться только вместе с классическим расчетом( я выше писал ГОСТ), в расчетах МКЭ много подводных камней и нужны знания (там и разбиение влияет и типы элементов в различных зонах) апм весьма примитивная в этом плане программа - хотите серьезного расчета МКЭ - это ансис, но там нужно знания как что считать, очень много специфики, а в таком серьезной деле как изделия с высоким давлением - пользуйтесь формулами и гостовскими методиками расчета! не надейтесь на МКЭ!

[Leadstar]

( я выше писал ГОСТ)

В том ГОСТе тоже не полное соответствие с моим вариантом, Мой вариант ослаблен отверстием, но усилен трубой снаружи этого отверстия. Если б не отверстие, то один в один. Но и по этой методике посчитаю, спасибо.