РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Расчет на прочность трубопроводов АЭС

Методика расчета

     Расчет производится в соответствии с требованиями норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86).
     В рамках поверочного расчёта, необходимо выполнить следующие виды расчётов:
          • расчёт на статическую прочность;
          • расчёт на циклическую прочность;
          • расчёт на сейсмические воздействия.
     Система выполнения комплексного инженерного анализа механического оборудования и конструкций APM WinMachine позволяет выполнить построение модели, достоверно описывающей геометрии и поведение реального сооружения с последующим расчетом методом конечных элементов. При построении используется особый вид стержневых элементов – труба (Pipe), на рисунке 1 показан диалог задания свойств этого элемента. В качестве свойств данный элемент позволяет задавать плотность внутренней среды и материала изоляции, толщину слоя изоляции и допустимую коррозию, в качестве нагрузки – внутреннее или внешнее давление.

     Расчетный модуль APM Structure 3D, входящий в программный комплекс, позволяет рассчитывать напряженно-деформированное состояние конструкции при статическом и динамическом нагружении, выполнять расчет устойчивости, собственных частот и вынужденных колебаний, и другие расчеты. Расчет на сейсмические воздействия проводится линейно-спектральным методом с использованием спектров горизонтальных и вертикальных ускорений. В APM Structure 3D.
     Модуль APM Structure 3D имеет аттестационный паспорт №330 от 18 апреля 2013, выданный Ростехнадзором, а также сертификат соответствия таким нормативным документам, как СП 20.13330, СП 14.13330, СП.15.13330, СП16.13330, СП-52-101, СП-50-101, СП-50-102.

Расчет трубопровода АЭС

     При построении расчётной модели трубопровода использовался конечный элемент «Pipe». На рисунке 2 представлена конечно-элементные модель рассматриваемого трубопровода.

 

Рисунок 1 – Параметры элемента трубопровода.

Рисунок 2 – Конечно-элементная модель трубопровода

     Силовые граничные условия задаются в виде собственного веса трубопровода, внутреннего давления, а также температуры по длине трубопровода.
     Кинематические граничные условия задаются в виде следующих типов опор, размещённых в соответствии с исполнительными схемами:
        - жёсткие опоры (исключают все перемещения и углы поворота сечения трубопровода);
        - неподвижные опоры (исключают все перемещения сечения трубопровода);
        - пружинные подвески (упругая опора);
        - скользящие опоры (исключают вертикальные перемещения);
        - направляющие опоры (допускают только перемещения вдоль трубопровода).
     Статическая прочность элементов трубопровода, согласно ПНАЭ Г-7-002-86 и РД ЭО 1.1.2.05.0330-2012, проверяется для групп категорий напряжений (σ)1 и (σ)2.

     Анализ статической прочности по группам категорий напряжений (σ)1 и (σ)2 выполняется для элементов трубопровода, нагруженных внутренним давлением и собственным весом. При проверке статической прочности по группам категорий напряжений (σ)RK учитываются размахи напряжений от внутреннего давления, собственного веса и температурные напряжения.
     В результате расчеты были получены карты распределения приведенных напряжений (σ)1 и (σ)2 (рисунок 3) и приведенных напряжений (σ)RK (рисунок 4) в трубопроводе.

 

 

Рисунок 3 – Распределение приведённых напряжений (σ)1 , (σ)2

Рисунок 4 – Распределение приведённых напряжений (σ)RK

Заключение

     Из результатов расчета были сделаны выводы о прочности трубопровода аэс при различных видах расчета согласно требованиям норм ПНАЭ Г-7-002-86 и РД ЭО 1.1.2.05.0330-2012.
     Полученные результаты показывают, что система выполнения комплексного инженерного анализа механического оборудования и конструкций APM WinMachine может применяться для расчетов трубопроводов.

 

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»