Программа для расчет на прочность сосудов под давлением
Программа ПАССАТ предназначена для расчета прочности и устойчивости сосудов, аппаратов и их элементов с целью оценки несущей способности в рабочих условиях, а также в условиях испытаний и монтажа.
ПАССАТ осуществляет расчет прочности и устойчивости горизонтальных и вертикальных сосудов и аппаратов по отечественным нормативным документам. Расчеты проводятся согласно стандарту ассоциации «Ростехэкспертиза» СА 03-003-07 «Расчет на прочность сосудов и аппаратов» и ГОСТ 52857.*-2007.
Расчеты производятся поэлементно. Элементная база включает в себя: обечайки, днища, переходы, соединения и прочие.
Выбор используемых материалов производится из базы данных, при этом величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т. д. подставляются и изменяются программой автоматически при изменении материала, температуры или толщины стенки. База данных может корректироваться и дополняться пользователем.
Результаты расчета выдаются в виде полного отчета по элементам модели с промежуточными результатами вычислений.
Программа ПАССАТ компании НТП «Трубопровод» позволяет производить расчет на прочность и устойчивость конструкций сосудов и аппаратов для оценки несущей способности в рабочих условиях, а также при испытаниях и монтаже.
| s1p+c = | p·R 2·[σ]·φ-0,5·p | +c= |
| = | 0,5·1330 2·227,3·1−0,5·0.5 | + = |
| [p]= | 2·[σ]·φ·(s1-c) R+0,5·(s1-c) | = |
| = | 2·227,3·1·(10−0) 1330+0,5·(10−0) | = |
Заключение: условие прочности выполнено.
Это касается, в частности, расчета прочности и жесткости узлов врезок штуцеров в цилиндрические обечайки и выпуклые днища с учетом внутреннего давления и внешних нагрузок. В основе методики такого расчета лежат известные зарубежные разработки.
Существенно расширена область применения горизонтальных сосудов и аппаратов на седловых опорах: в отличие от методики, описанной в , стало возможным определять изгибающие моменты и силы (как над опорами, так и между ними) сосудов произвольной конструкции, а также опор, расположенных в любом месте цилиндрических обечаек.
Расчет арматурных фланцев производится в соответствии с ASME VIII. При этом помимо давления учитываются внешние нагрузки и изгибающие моменты, а также напряжения, вызванные разницей линейных удлинений фланцев и шпилек (болтов) при температурном воздействии.
Эпилог,
в котором описывается дальнейшая судьба программы
Внимательные читатели заметили, что мы не упомянули о теплообменниках — последней составляющей аббревиатуры ПАССАТ. Функцией расчета теплообменников программа пополнится в ближайшей перспективе.
Кроме того, планируется реализовать:
- расчет аппаратов колонного типа в соответствии с ГОСТ Р 51273−99 и ГОСТ Р 51274−99;
- расчет сейсмических и ветровых нагрузок, воздействующих на вертикальные аппараты колонного типа, в том числе — при определении периода собственных колебаний (без ограничений количества элементов);
- расчет рубашек сосудов и аппаратов по ;
- расчет вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов;
- БД стандартных узлов и элементов в полном соответствии с требованиями ОСТ, ГОСТ и АТК.
К уже реализованной функции расчета арматурных фланцевых соединений будет добавлен расчет фланцевых соединений сосудов и аппаратов.
В эти дни проводится открытое бета-тестирование, участниками которого стали более 20 предприятий различных отраслей промышленности.
С 1 июня 2004 года НТП «Трубопровод» осуществляет опрос заинтересованных организаций. Опросный лист размещен по адресу: https://www.truboprovod.ru/cad/demo/PollPassat.doc
По результатам опроса и бета-тестирования мы сможем установить приоритетные направления развития программы и определить, в какие программные системы будет осуществляться импорт/экспорт расчетных моделей, созданных в программе ПАССАТ.
Источник
PVP-Design
Компания Амарант является официальным дистрибьютором программного обеспечения PVP-Design.
Программа расчета на прочность PVP-Design впервые выпущена в эксплуатацию в 1991 г. В настоящее время, программа эксплуатируется более чем в 160-ти организациях России и СНГ, включая все ведущие научно-исследовательские и проектные институты, ряд нефтеперерабатывающих, химических и машиностроительных заводов.
Авторами программы являются разработчики нормативно-технических материалов по расчету на прочность, которые положены в основу программы. Как показал опыт эксплуатации, программа обладает достаточной гибкостью и её использование не вызывает затруднений и интуитивно понятно конструктору сосудов и аппаратов, работающих под давлением.
Программа предназначена для выполнения расчетов на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих под давлением, в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. В состав программы PVP-Design входит графическая оболочка, позволяющая отображать схему сосуда в виде «дерева», включающего составляющие его элементы, добавлять, удалять или редактировать элементы, вызывать расчетные и другие входящие в состав программы модули, запоминать в файле на диске исходные данные и результаты расчета сосуда или считывать запомненные ранее данные, генерировать отчет о расчете в выбранной форме и формате, работать с базами данных по материалам и стандартным элементам, передавать данные в пакеты конструкторских программ и т.д., визуализатор, позволяющий в процессе работы отображать трехмерную модель проектируемого сосуда, расчетные модули и справочную систему.
Приобрести или обновить PVP-Design Вы можете написав Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. на нашу почту, указав количество копий, перечень необходимых модулей PVP-Design и контактную информацию для связи с Вами.
Источник
➤ Adblock
detector
Источник
Программа ПАССАТ компании НТП «Трубопровод» позволяет производить расчет на прочность и устойчивость конструкций сосудов и аппаратов для оценки несущей способности в рабочих условиях, а также при испытаниях и монтаже.
ПАССАТ предназначен для организаций, проектирующих аппараты или сосуды. Название программы — аббревиатура, которая расшифровывается как «Прочностной анализ состояния сосудов, аппаратов, теплообменнико».
Пролог, в котором описываются идеи, заложенные в программу, ее назначение и используемые методы расчета
Разработчики программы ПАССАТ стремились создать эффективный, удобный и наглядный инструмент для автоматизации проектирования, поскольку на современном рынке отсутствуют отечественные программы, соответствующие нашим представлениям об инженерных инструментах.
Программу ПАССАТ выгодно отличают от зарубежных аналогов (Compress, Vessel, PV Elite и т.д.) ориентация на российскую нормативно-правовую базу, более доступная цена, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, наличие встроенной базы отечественных материалов.
В программе реализовано объемное графическое отображение геометрии отдельных элементов и модели в целом.
Рис. 1
Расчетная модель создается в трехмерной среде, что позволяет уже на этапе ввода исходных данных оценить габариты емкости и автоматически исключить нестыковку элементов модели из-за несовпадения размеров. Возможность вывода «каркасного» изображения (Wireless) обеспечивает полную видимость всех элементов, включая внутренние. ПАССАТ автоматически проверяет геометрию модели, позволяя пользователю выбрать способ стыковки элементов. Виртуальная расчетная модель, создаваемая в полном соответствии с заданным рассчитываемым аппаратом (сосудом), обеспечивает правильность ввода исходных размеров.
Программа создана в соответствии с основными нормативами и методиками, применяющимися в Российской Федерации. К сожалению, они не полностью регламентируют все стадии расчета, поэтому в отдельных случаях при расчете тех или иных элементов используются зарубежные методические документы.
Программа ПАССАТ производит расчет на основе:
- ГОСТ 14249–89;
- ГОСТ 25221–82;
- ГОСТ 26202–84;
- ГОСТ 24755–89;
- РД 26−15−88;
- РД РТМ 26−01−96−77;
- РД 26−02−62−98;
- норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок;
- ГОСТ 27772–88;
- ГОСТ 25859–83;
- ASME VIII;
- ASME II;
- WRC-107;
- WRC-297;
- BS-5500.
Для оценки прочности и устойчивости заданной конструкции сосуда или аппарата реализованы следующие функции:
- определение расчетных толщин и допускаемых значений давления, сил и моментов;
- автоматическое определение расчетных величин, таких как вес, длины и диаметры элементов, характеристики колец жесткости (в цилиндрических обечайках и в седловых опорах) и др.;
- расчет прочности места соединения штуцера с сосудом (аппаратом);
- расчет арматурных фланцевых соединений с учетом воздействия давления, внешних сил и моментов, температурных напряжений и т.д.
Кроме того, программа ПАССАТ обеспечивает выполнение ряда вспомогательных функций:
- настройка размерностей;
- ввод и анализ исходных данных. В случае, если пользователь не ввел всех данных, необходимых для выполнения расчета, или ввел их некорректно, программа выдает предупреждение до тех пор, пока все данные не будут заданы;
- автоматические изменения в смежных элементах всей модели при изменении геометрических параметров или условий нагружения в одном из элементов
- выбор используемых материалов из базы данных с возможностью ее пополнения;
- автоматическое изменение величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т.д. при изменении материала, температуры или толщины стенки;
- формирование, просмотр и печать полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений.
ПАССАТ содержит открытую базу данных материалов, применяемых в СНГ, доступную для пополнения и корректировки.
Программа предназначается для проектно-конструкторских бюро и отделов, которые специализируются на проектировании и реконструкции сосудов и аппаратов, работающих под давлением, а также для организаций нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, нефтяной, теплоэнергетической и других отраслей промышленности.
Системные требования программы ПАССАТ весьма скромны: программа работает в среде Windows 9x/2000/XP, рекомендуется видеокарта с поддержкой OpenGL.
Глава об интерфейсе, исходных данных и результатах расчета
ПАССАТ имеет дружественный интерфейс, а также интуитивно понятную структуру создания моделей и расчета сосудов и аппаратов. Параметризованные элементы, применяемые в программе вместо геометрических примитивов, значительно упрощают работу и позволяют существенно сэкономить время.
На рисунках 2−4 в качестве примеров показано создание конической обечайки и цилиндрического элемента.
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Из иллюстраций видно, что для создания элемента, корректно пристыкованного к модели, инженеру достаточно заполнить поля в коротком диалоге, иллюстрированном наглядной схемой, и выбрать необходимую схему соединения.
Особо подчеркнем, что для работы с программой пользователю не требуется большой опыт работы с системами 3D-моделирования — достаточно владеть обычным набором знаний инженера-расчетчика.
Исходными данными в ПАССАТ являются тип, геометрические характеристики и материал элементов сосуда или аппарата, тип и расположение опор, вид испытаний, величины нагрузок. Выбор используемых материалов производится из базы данных.
Процесс завершается выдачей полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений, который пользователь может либо экспортировать в Word, либо, при необходимости, модифицировать, внеся изменения в конструкцию и/или условия. Заметим, что экспорт расчета осуществляется поэлементно — это позволяет пользователю компоновать отчет в соответствии со своими требованиями.
В качестве примера приведен образец такого документа: в нем отражены результаты расчета эллиптического днища горизонтального сосуда в условиях гидроиспытаний.
Расчеты производятся по следующим элементам:
- цилиндрические обечайки (гладкие и подкрепленные кольцами жесткости);
- конические переходы;
- днища (сферические, эллиптические, торосферические, конические, плоские, сферические неотбортованные);
- врезки (штуцеры) в обечайки и выпуклые днища;
- седловые опоры в горизонтальных сосудах и аппаратах;
- опорные стойки и лапы в вертикальных сосудах и аппаратах.
Существующие конструкции сосудов и аппаратов, а также условия их работы часто не позволяют без значительного упрощения расчетных моделей выполнить расчеты в строгом соответствии с нормами, что приводит к искажению полученных результатов. После долгой и глубокой проработки методик нам удалось создать универсальную программу, значительно расширив сферу ее применения.
Расчет в условиях испытаний (гидроиспытания)
Условия нагружения при испытаниях:
Рабочая температура, T: 20 °C
Внутреннее давление, p: 0.5 МПа
По ГОСТ 14249–89 расчет на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:
| Pисп < 1,35 · Pрасч | [ σ ]20 [ σ ] |
| 1,35 · Pрасч | [ σ ]20 [ σ ] | = |
Допускаемые напряжения для материала ВСТ3 при температуре 20 °C (условия испытаний):
| [σ]= | Re nT | 250/1,1=227,3 МПа |
Коэффициент nT выбирается в зависимости от группы аппарата.
Модуль продольной упругости при температуре 20 °C.
E = 199000 МПа
Коэффициент линейного расширения при температуре 20°C:
α = 1.16e-0,05 C-1
Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением (п. 3.3.1).
Расчетная толщина стенки с учетом прибавок:
| s1p+c = | p·R 2·[σ]·φ-0,5·p | +c= |
| = | 0,5·1330 2·227,3·1−0,5·0.5 | + = |
= 1,47 мм
Допускаемое давление:
| [p]= | 2·[σ]·φ·(s1-c) R+0,5·(s1-c) | = |
| = | 2·227,3·1·(10−0) 1330+0,5·(10−0) | = |
Заключение: условие прочности выполнено.
Это касается, в частности, расчета прочности и жесткости узлов врезок штуцеров в цилиндрические обечайки и выпуклые днища с учетом внутреннего давления и внешних нагрузок. В основе методики такого расчета лежат известные зарубежные разработки.
Существенно расширена область применения горизонтальных сосудов и аппаратов на седловых опорах: в отличие от методики, описанной в ГОСТ 26202–84, стало возможным определять изгибающие моменты и силы (как над опорами, так и между ними) сосудов произвольной конструкции, а также опор, расположенных в любом месте цилиндрических обечаек.
Расчет арматурных фланцев производится в соответствии с ASME VIII. При этом помимо давления учитываются внешние нагрузки и изгибающие моменты, а также напряжения, вызванные разницей линейных удлинений фланцев и шпилек (болтов) при температурном воздействии.
Эпилог, в котором описывается дальнейшая судьба программы
Внимательные читатели заметили, что мы не упомянули о теплообменниках — последней составляющей аббревиатуры ПАССАТ. Функцией расчета теплообменников программа пополнится в ближайшей перспективе.
Кроме того, планируется реализовать:
- расчет аппаратов колонного типа в соответствии с ГОСТ Р 51273−99 и ГОСТ Р 51274−99;
- расчет сейсмических и ветровых нагрузок, воздействующих на вертикальные аппараты колонного типа, в том числе — при определении периода собственных колебаний (без ограничений количества элементов);
- расчет рубашек сосудов и аппаратов по ГОСТ 25867–83;
- расчет вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов;
- БД стандартных узлов и элементов в полном соответствии с требованиями ОСТ, ГОСТ и АТК.
К уже реализованной функции расчета арматурных фланцевых соединений будет добавлен расчет фланцевых соединений сосудов и аппаратов.
В эти дни проводится открытое бета-тестирование, участниками которого стали более 20 предприятий различных отраслей промышленности.
С 1 июня 2004 года НТП «Трубопровод» осуществляет опрос заинтересованных организаций. Опросный лист размещен по адресу: https://www.truboprovod.ru/cad/demo/PollPassat.doc
По результатам опроса и бета-тестирования мы сможем установить приоритетные направления развития программы и определить, в какие программные системы будет осуществляться импорт/экспорт расчетных моделей, созданных в программе ПАССАТ.
Литература, использованная при создании программы ПАССАТ
- ГОСТ 14249–89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
- ГОСТ 25221–82. Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность.
- ГОСТ 26202–84. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
- ГОСТ 24755–89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий.
- РД 26−15−88. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.
- РД РТМ 26−01−96−77. Плоские круглые крышки и днища с ребрами жесткости.
- РД 26−02−62−98. Расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих в коррозионно-активных сероводородсодержащих средах.
- Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. — М., Энергоатомиздат, 1989. — 525 с.
- ГОСТ 27772–88. Прокат для строительных стальных конструкций.
- ГОСТ 25859–83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.
- ASME VIII, Div 1, 2002, Appendix 2.
- ASME II, 1998, Appendix 2.
- WRC-107 Welding Research Council. Bulletin. — «Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells due to External Loadings», 1979.
- WRC-297 Welding Research Council. Bulletin. «Local Stresses in Cylindrical Shells due to External Loadings on Nozzles, — Supplement to WRC Bulletin № 107», 1987.
- BS-5500: 1976 Specification for Unfired fusion welded pressure vessels. British Standards Institution.
- WRC-368 Welding Research Council. Bulletin. «Stresses in Intersecting Cylinders subjected to Pressure», — 1991. — 32 P.
- Bildy Les M. 2000. «A Proposed Method for Finding Stress and Allowable Pressure in Cylinders with Radial Nozzles», — PVP Vol. 399, ASME, New York, NY. — pp. 77−82.
- Zick L.P. «Stresses in Large Horizontal Cylindrical Pressure Vessels on Two Saddle Supports», — Welding Research Journal Supplement, September, 1951.
Источник