Приложение А (справочное). Анализ напряжения

Приложение А
(справочное)

Анализ напряжения

Для неосесимметричных соединений, трехмерный анализ является необходимым для объяснения изменения напряжения по окружности. Если у соединения есть осевая плоскость симметрии (плоскость, которая включает ось трубопровода), то трехмерный анализ может основываться на единичном секторе, связанном с двумя такими же плоскостями. Например, для соединения, имеющего шесть плоскостей симметрии, потребуется анализ 30 °-го сектора (одна двенадцатая). Осевая нагрузка на такой 30 °-й сектор может считаться нагрузкой, которая могла быть вызвана расчетным напряжением, равномерно распределенным вокруг трубопровода. Определение эквивалентной нагрузки при изгибе рассматривается в 4.5.

Использование результатов анализа методом конечных элементов допускает определение напряжения в комплексных конструкциях, но точность анализа сильно зависит от квалификации специалиста. Тщательность и оценка должны использоваться в разработке модели анализа метода конечных элементов. Например, зоны высокого напряжения конструкции требуют мелкую сетку элементов. Поэтому специалист должен прогнозировать зоны вероятного возникновения высокого напряжения. На некоторые напряжения влияют структурные свойства райзера. Следовательно, модель должна продолжаться достаточно далеко от критических зон для обеспечения, чтобы результаты были без граничного эффекта. В конечном счете, модель анализа методом конечных элементов рассчитана, для того чтобы конечные элементы не искажались за пределами их способности представлять точные результаты.

Анализ воздействия предварительной нагрузки и возможность разделения может потребовать специальной трактовки в анализе результатов расчета, полученных методом конечных элементов. Все компоненты, которые воздействуют на жесткость соединения, должны рассматриваться в модели. Если возможно возникновение разъединения, тогда оно должно быть предусмотрено в анализах - по возможности. Если это невозможно, тогда потребуется итерационный метод, включающий несколько решений.

Максимальное напряжение почти всегда возникает на поверхностях. Модель анализа методом конечных элементов должна быть рассчитана, для того чтобы в критических зонах напряжение вычислялось на поверхности, а также вблизи нее.