Все посетители форума « Программный комплекс dPIPE » могут найти здесь ответы на часто задаваемые вопросы по использованию ПК dPIPE.

1. Общие вопросы (Ввод исходных данных, параметры расчета)

   #

   1. 1. Что в программе подразумевается под реферативной температурой, и для чего она нужна? [показать]

      Реферативная температура T_REF - это та температура, от которой задается коэффициент температурного расширения (данные по материалам). В программе T_REF также используется для определения значения реферативного модуля упругости при расчетах усталостной прочности и при пересчете внутренних усилий к "холодному" модулю упругости. Как правило, у Пользователя нет необходимости менять величину этого параметра.

   2. 2. Как используется параметр ТА (температура монтажа) в программе dPIPE. [показать]

      Температура монтажа TA используется в рамках программы для определения "базовой" температуры, от которой рассчитываются температурные расширения трубопровода. Т.е., для каждого рабочего режима температура нагрева определяется как ΔT=Tраб.-TA. Подразумевается, что при температуре монтажа напряжения, вызываемые сопротивлением трубопровода температурным расширениям, отсутствуют. Если используется стандартное задание на расчет, то принимается, что температура холодного состояния (MOD = ‘$COLD’) равна температуре монтажа, и никаких усилий от температурных расширений трубопровода не возникает. При необходимости определить температуру монтажа различной для разных участков трубопровода следует использовать режим с предопределенным именем '$INST' (команда OPVAL), в котором можно указать свою температуру для каждой нагрузочной группы.

   3. 3. Как реализовать несколько веток трубы в одной расчетной модели. [показать]

      Для ввода нескольких несвязанных друг с другом веток трубопровода следует использовать команду для определения координат узла POS (см. в справке описание команды):
      
      

   4. 4. Подскажите, как сделать разветвление трубопроводной системы на две ветки? [показать]

      Если речь идет именно о разветвлении, то нужно в новой строке таблицы указать узел, от которого предполагается делать разветвление, и в этой же строке задать команду FROM, в которой указать новое направление.
      
      
      
      Тройник возможно задать только в месте разветвления трубопровода. При этом количество соединяющихся в точке элементов должно быть равным 3 (тройник все-таки ) , а штуцер должен быть ортогонален корпусу тройника. Если не задать команду TEE (тройник), то напряжения в разветвлении будут оцениваться только для прямых участков трубопровода.

   5. 5. Система единиц. Возможно ли в сводных таблицах на опоры видеть нагрузки не в кН, а в Н? [показать]

      dPIPE использует согласованную систему единиц. По умолчанию используются ньютон и миллиметр и производные от них единицы:
      - перемещения, размеры, толщины и т.д.: миллиметры;
      - ускорения – в долях от ускорения свободного падения (доли g);
      - силы – ньютоны;
      - углы поворота: радианы или градусы, оговаривается в инструкции;
      - давление, напряжения: Н/мм² или МПа
      Тем не менее, при необходимости, можно регулировать вывод усилий в сводных таблицах для опор: осуществлять вывод либо по умолчанию в кН (кН*м), либо в Н (Н*м). Для этого нужно сделать следующее:
      
      1) открыть в текстовом редакторе файл “…\dPIPE 5.XX\ru-RU\pst_fmt.dbs" (XX – номер текущей версии программы);
      2) поиском найти нужную таблицу “Table NN” (NN – номер таблицы: таблицы 59-60 – вывод нагрузок на неподвижные опоры/анкеры; таблицы 61-60 – вывод нагрузок на скользящие, направляющие и однокомпонентные опоры)
      3) Поменять кН на Н в строке:
      
      
      Отредактированный файл “pst_fmt.dbs” рекомендуется записать не поверх существующего файла, который поставляется вместе с программой, а в отдельную пользовательскую папку, путь к которой можно указать в диалоге Шаблоны (см. также команду DBS):
      

2. Элементы трубопровода: (отводы, задвижки, сварные соединения, тройники)

   #

   1. 1. Почему при задании отводов по умолчанию в Smin не учитывается эксплуатационное утонение на коррозию? [показать]

      В параметре Smin задается минимально допустимая толщина стенки отвода в соответствии с ГОСТ, ОСТ, или ТУ. Эксплуатационное утонение на коррозию учитывается в программе автоматически, его величина определяется из сечения, на которое ссылается отвод (команда описания сечений PIPE).
      
      Для отводов значение суммарной прибавки в программе определяется по формуле
      c = (t - smin) + corr,
      где
      t - номинальная толщина стенки отвода;
      corr - эксплуатационная прибавка к толщине стенки (коррозия и т.п.).
      Значения t и corr берутся из сечения, заданного в параметре CROS (или из сечения, к которому "привязан" отвод если параметр CROS не используется).
      Если использовать терминологию Норм, то
      smin = s - c1 = s - (c11+c12)
      corr = c2

   2. 2. нужно ли задавать среднюю точку отвода для проверки прочности? [показать]

      Для проверки прочности среднюю точку отвода задавать не нужно – программа это делает автоматически.

   3. 3. Как правильно задать арматуру на трубопроводе. Из данных известно только: вес задвижки с пневмоприводом – 600кг, длина/высота – 800/1800 мм, привод расположен под углом 30· к вертикальной оси. Данных о весе привода и положений центров масс нет [показать]

      Для моделирования арматуры в dPIPE используется специализированный элемент «Арматура»:
      
      
      При отсутствии данных распределение веса между корпусом и приводом арматуры полностью является ответственностью расчетчика. Скорее всего, наиболее консервативный результат с точки зрения весовых и инерционных нагрузок будет в случае, если Вы смоделируете вес арматуры с максимальным эксцентриситетом (на конце привода). Другой крайний случай – вообще не учитывать привод и сосредоточить весь вес арматуры в корпусе. Ну а «как правильно» можно сказать только при анализе документации… Ну и понятно, что точность расчета не может быть выше точности исходных данных…

   4. 4. Какой элемент необходимо использовать для моделирования шарнирного соединения двух труб или трубы и элемента конструкции? [показать]

      Шарнир проще всего смоделировать с помощью "Упругого элемента" FJ с нулевыми жесткостями на изгиб и кручение.
      
      10:P ... ; шарнир в узле 10
      20:FJ KB=0, KT=0 ; узел 20 совпадает с узлом 10 и "жестко" связан с ним только по перемещениям. Угловые жесткости равны 0.
      30:P ...
      
      Более подробно про элемент FJ можно прочитать в инструкции к программе.

   5. 5. Для использования команды BEAM, нужно вводить некоторые исходные данные: имя сечения, параметры сечения, вес, ориентацию сечения. Как можно определить величины коэффициентов сдвига Sy и Sz для балки произвольного профиля? В каких пределах они находятся для типовых сечений (швеллер, двутавр, коробчатое сечение)? [показать]

      Для учета сдвига балок в dPIPE используются т. называемые коэффициенты сдвига (параметры Sy и Sz). Подробно о том как вычислять эти коэффициенты изложено в книге Тимошенко "Механика материалов" (там эти коэффициенты называются коэффициентами формы). Там же приведена таблица 11.4 со значениями этих коэффициентов для некоторых сечений.
      Посмотреть эту часть книги можно здесь: http://www.dpipe.ru/.../Timoshenko_Shear.pdf

   6. 6. Как в программе осуществляется учет сварных соединений? [показать]

      1. Нормы расчета ПНАЭ, Низкотемпературные трубопроводы (CODE = 'PNAE')
      Во всех категориях напряжений учитывается только коэффициент снижения прочности продольного сварного шва при расчете кольцевых напряжениях от давления:
      
      При расчете на циклику (напряжения категории ) учитывается коэффициент снижения циклической прочности φ_s: расчетные напряжения делятся на этот коэффициент.
      2. Нормы расчета ПНАЭ, Высокотемпературные трубопроводы (CODE = 'PNAE_T')
      Кроме коэффициента снижения прочности продольного сварного шва в кольцевых напряжениях от давления, учитывается коэффициент снижения прочности поперечного сварного шва во всех категориях напряжений:
      

      нормы расчета на прочность писал(а):

      2.4.1 Определение напряжений .
      2.4.1.1 При определении приведенного напряжения осевое напряжение вычисляют с учетом коэффициента снижения прочности поперечного сварного шва по формуле:
      
      где коэффициент снижения прочности определяют согласно указаниям п. 4.3.3 норм.

      
      При расчете на циклику (напряжения категории ) учитывается коэффициент снижения циклической прочности φ_s: расчетные напряжения делятся на этот коэффициент.
      3. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды РД 10-249-98 (CODE = 'RD'):
      На всех этапах расчета учитываются как коэффициент снижения прочности продольного сварного шва:
      
      так и коэффициент снижения прочности поперечного сварного шва:
      
      Задание коэффициентов сварных швов в программе присутствует в 2-х местах: коэффициенты FW1 и FW2 в таблице "Сечения труб" и команда WLD в «дополнительных данных». Коэффициент FW1 определяет коэффициент снижения прочности продольного (спирального) сварного шва, FW2 - коэффициент снижения прочности поперечного сварного шва. Команда WLD задает коэффициент прочности поперечного сварного шва в конкретной точке. Кроме этого, при расчетах по Нормам RD, ASME B31.1 и PNAE_T в "контрольных параметрах", в закладке "Нормы расчета" есть опция "проверка всех сечений с учетом коэффициент поперечного сварного шва" (параметр WLD_CHK, команда CTRL). По умолчанию эта опция включена. При этом проверка прочности с учетом коэффициента поперечного сварного шва выполняется для всех узлов модели, а также центральных точек прямых участков. Для центральных точек отводов коэффициент поперечного сварного шва принимается = 1, с учетом физической невозможности нахождения там сварного шва. Если же отключить опцию "проверка всех сечений с учетом коэффициента поперечного сварного шва", то проверка будет осуществляться только в точках, где сварные швы заданы командой WLD.

   7. 7. «Стандартные» тройники. Как ориентироваться в таблице с типами «TYPE» стандартных тройников? Какой тип следует выбирать для моделирования сварного тройника, штампованного тройника с вытянутой горловиной? Как соотносить типы тройников, указанных в программе с тройниками по российским нормам? [показать]

      Предопределенные типы тройников (WLT, BRC, UFT и т.п.) используются для вычисления коэффициентов податливости и интенсификации напряжений в соответствии с западными нормами расчета. В отечественных нормах (CODE=‘PNAE’,‘PNAE_HT’,‘RD’) формулы для тройников не зависят от их типа, поэтому имя стандартного тройника может быть любым за исключением двух случаев:
      1. Расчет по ПНАЭ или РД с дополнительным учетом податливости тройниковых соединений по методике PRG (TEE_FLEX='PRG'). В этом случае можно использовать следующие типы тройниковых соединений:
      - BRC - штуцерные соединения;
      - UFT - неподкрепленный сварной тройник;
      - RFT - сварной тройник с накладкой;
      2. Расчет по РД, с опцией оценки напряжений в тройниковых соединениях по рекомендуемой методике ЦКТИ (TEE_RD='CKTI'). В этом случае можно использовать следующие типы тройниковых соединений:
      - BRC - штуцерные соединения;
      - UFT - неподкрепленный сварной тройник;
      - RFT - сварной тройник с накладкой;
      - EXT - тройники с вытянутой горловиной;
      - WLT - тройники штампованные (rc > 0.1r).
      Более подробно про задание тройников можно посмотреть в справке к программе в следующих разделах:
      - контрольные параметры (CTRL) -> параметры TEE_FLEX и TEE_RD;
      - характеристики сечений труб (PIPE) -> подкоманда TEE;
      - команда TEE;
      - приложения XIII и XIV.
      
      В качестве примера, ниже приведены типы, которые мы используем для тройников по ОСТ в нашей базе по трубам:
      

   8. 8. Как задать тройник с двумя ответвлениями под 45 градусов? [показать]

      По-видимому, речь идет о так называемом Y-образном тройнике. Ни для него, ни для тройников с неортогональным штуцером в отечественных Нормах (ПНАЭ, РД) нет соответствующих формул. Тем не менее, программа предоставляет возможность оценить такую конструкцию, «закрыв глаза» на неортогональность элементов, образующих тройник, по существующим нормативным формулам. В этом случае нужно использовать контрольные параметры TRUN_TOL и TBRC_TOL (CTRL TRUN_TOL = 45, TBRC_TOL = 45):
      
      

   9. 9. Как определяются напряжения в неравнопроходных тройниках при расчетах по РД? [показать]

      В «котельных» Нормах РД 10-249 при отношении характерных размеров штуцера и корпуса тройников меньше 0.769231 учет интенсификации напряжений для тройникового соединения не предусмотрен. Это недостаток действующей редакции Норм. В этой ситуации при задании тройников «по умолчанию» программа просто распечатывает напряжения в соответствующих элементах, сходящихся в тройниковом узле. Если же Пользователь переопределяет параметр BRN_RUN, то соответствующим образом изменятся и проверка «характерного» размера. Начиная с версии 5.24, в программу добавлен элемент «стандартный тройник». При его использовании можно более точно оценить напряжения в тройниковых соединениях, выпадающих из диапазона «равнопроходных» (см. параметр TEE_RD и Приложение XIII в файле-справке).

   10. 10. Как правильно задать толстостенный тройник-поковку? [показать]

       Можно задать эту деталь как «стандартный тройник». Тогда нужно для соответствующего сечения ввести произвольное (отличное от предопределенных имен, начинающихся на BRC, WLT, RFT, UFT, EXT, SOL, WOL, FWB) имя тройника и определить параметры сечений корпуса и штуцера, а также вес детали (см. команду &TEE). В качестве аналога можно использовать данные для кованных тройников (в базе данных pipe.dbs их имена начинаются на “FRG”).

3. Компенсаторы

   #

   1. 1. Как в программе вывести какую-нибудь сводную таблицу по компенсаторам, где была бы отражена информация по их деформациям (осевая, сдвиговая, угловая)? [показать]

      Для вывода деформаций компенсаторов нужно использовать постпроцессорную команду "FORC" с указанием на тот расчётный случай (или их комбинацию), для которого требуется вывод результатов:
      
      
      
      Тогда в файле «*.res» появляется табличка вида:
      
      
      
      а в файле *.SUP для каждого компенсатора выводятся сводные таблицы:
      
      

   2. 2. Как в dPIPE cмоделировать сильфонный компенсатор? [показать]

      Простой сильфонный компенсатор (без стяжек) в общем случае работает на растяжение/сжатие, сдвиг, поворот и кручение. Но в каждом конкретном случае работа компенсатора зависит от трассировки трубопровода, расстановки неподвижных и направляющих опор (т.е. в конечном итоге от проектировщика).
      
      Моделировать сильфонный компенсатор в программе лучше всего с помощью команды EA (Осевой компенсатор):
      
      
      
      В исходных данных задаются следующие характеристики компенсатора:
      
      PA - эффективная площадь компенсатора (задается обязательно, т.к. такой компенсатор не "держит" распор от давления!)
      KA - осевая жесткость
      KS - сдвиговая жесткость
      KB - угловая жесткость
      KT - жесткость на кручение (по умолчанию равна жесткости присоединенной трубы)
      
      Если в каталоге не приводятся значения сдвиговой и угловой жесткости, то их значения можно оценить по формулам из EJMA (Standard of the Expansion Joint Manufacturers Association, EJMA):
      
      KB=KA*d^2/8; KS=1.5*KA*(d/L)^2
      
      где:
      
      d - эффективный диаметр (~ равен среднему диаметру гофра, при этом эффективная площадь компенсатора ~ pi*d^2/4);
      L - длина сильфона (только сильфона, а не монтажная длина компенсатора с учетом патрубков, фланцев и т.п.)

   3. 3. Как правильно задать длину компенсатора в расчетной модели? [показать]

      Длину компенсатора следует задавать по каталогу как длину между фланцами

   4. 4. Как по результатам расчета проверить работоспособность компенсатора? [показать]

      После проведения расчета для каждого режима работы в таблице "Деформация компенсаторов" приводятся деформации компенсатора в локальной системе координат:
      
      DA - осевая деформация (отн. лок. оси A);
      DH - сдвиговая деформация (отн. лок. оси H)
      DN - сдвиговая деформация (отн. лок. оси N)
      RA - деформация кручения (отн. лок. оси A)
      RH - угловая деформация (отн. лок. оси H)
      RN - угловая деформация (отн. лок. оси N)
      
      Полные значения сдвиговой и угловой деформаций определяются по формулам
      
      DS = SQRT(DH^2+DN^2)
      RB = SQRT(RH^2+RN^2)
      
      Оценка работоспособности компенсатора обычно проводится путем сравнения амплитуды и размаха деформации компенсатора с допускаемыми значениями, приведенными в каталоге. Так как величина размаха лимитируется, как правило, усталостной прочностью, то допускаемые значения приводятся в каталогах для заданного числа циклов нагружения (обычно для 1000-2000 циклов).
      
      Если трубопровод работает в одном режиме, то проверка обычно сводится к следующим этапам (в разных каталогах детали проверки могут отличаться):
      
      1. Амплитуды деформаций (DA, DS и RB) в холодном и рабочем состояниях сравниваются с допускаемыми величинами.
      2. Определяются размахи деформаций между рабочим и холодным состоянием
      DA = DA(раб)- DA(хол)
      DS = SQRT( (DH(раб)-DH(хол))^2 + (DN(раб)-DN(хол))^2 )
      RB = SQRT( (RH(раб)-RH(хол))^2 + (RN(раб)-RN(хол))^2 )
      3. Проверяется условие работоспособности компенсатора при совместном действии растяжения, сдвига и поворота:
      DA/[DA] + DS/[DS] + RB/[RB] <= 1
      Здесь [DA], [DS] и [RB] - допускаемые размахи деформации растяжения/сжатия, сдвига и поворота из каталога.
      По отдельности сравнивать размахи с допускаемыми значениями нельзя, так как допускаемые значения приводятся в каталогах для случая, когда других деформаций нет (например, [DA]=50 мм означает, что допускается размах на растяжение/сжатие 50 мм при условии, что сдвиговая и угловая деформация отсутствует).
      В случае, если в каталоге не приводятся значения допускаемой сдвиговой и угловой деформации, то их значения можно оценить по формулам из EJMA:
      [DS] = L*[DA]/(3*d)
      [RB] = 2*[DA]/d
      4. Если число циклов нагружения не совпадает с тем значением, для которого приведены допускаемые размахи, то размахи деформаций (или их допускаемые значения) корректируются на нужное число циклов с помощью поправочных коэффициентов или графиков, которые обычно приводятся в каталогах.
      5. Следует также иметь в виду, что обычно сильфонные компенсаторы не предназначены для восприятия крутящего момента и даже при сравнительно небольших величинах последнего могут потерять устойчивость. Поэтому рекомендуется всегда согласовывать величину полученного из расчета крутящего момента с производителем компенсаторов.

   5. 5. Нужно ли учитывать распорное усилие в компенсаторе при определении рабочих нагрузок на пружинные подвески (как действие несамоуравновешенных нагрузок, этап 1 расчета)? [показать]

      При определении рабочей нагрузки на пружины (расчет TYPE='DSGN') программа не учитывает распорные усилия автоматически в виду следующих причин:
      - распорное усилие должно восприниматься неподвижными опорами, и, если по концам осевого компенсатора их не будет, то в первую очередь "разорвет" сам компенсатор;
      - если же с помощью пружины попытаться разгрузить неподвижную опору/патрубок в рабочем состоянии, то нагрузка появится в холодном состоянии (когда давления нет)
      А вот на 1-м этапе (расчет TYPE='SUST_C') распорные усилия учитываются. При установке компенсаторов рекомендуем строго придерживаться стандартных схем расстановки по EJMA. При отсутствии направляющих опор или наличия значительного крутящего момента осевые компенсаторы без стяжек могут потерять устойчивость (а это программа не проверяет!)

4. Опорно-подвесная система трубопровода

   #

   1. 1. Скользящая опора: как задавать “+/-“ или “-“? [показать]

      Как правило, скользящие опоры выполняются односторонними, т.е. они воспринимают вес трубопровода, ограничивая его движения вниз. При движении трубопровода наверх такие опоры не препятствуют его смещениям. В этом случае следует оставить тип скользящей опоры по умолчанию "-", как и предлагает программа:
      
      
      Вариант "+/-" следует использовать для моделирования двусторонних связей, когда трубопровод может свободно скользить по горизонтальной плоскости, но его вертикальные перемещения ограничены. Следует иметь в виду, что если в результате расчета произойдет отрыв односторонней опоры, то программа выдаст соответствующее предупреждение, а при просмотре результатов в PIPE3DV оторвавшиеся опоры будут мигать. Более того, если величина отрыва для рабочего состояния (этап 2) превысит величину, задаваемую параметром LIFT (это критерий отрыва односторонних опор, несущих весовую нагрузку, по умолчанию принимается равным 2 мм), то эта опора будет исключена из этапа 1 и напряжения от веса и давления будут оцениваться в предположении отсутствия этой опоры.

   2. 2. В результатах расчета выдается реакция опоры или действие трубопровода на опору? И может ли быть горизонтальная нагрузка со знаком “-“? [показать]

      В результатах расчета приводятся нагрузки со стороны трубопровода на опору. Для случаев статического нагружения эти нагрузки могут быть как положительными, так и отрицательными (горизонтальная нагрузка не исключение). В случае расчетов на сейсмику по линейно-спектральному методу нагрузки выдаются без учета знака.

   3. 3. Что такое зазор в опорах? В каких случаях задавать? [показать]

      Зазор в опорах определяет расстояние, на которое трубопровод может свободно перемещаться до "встречи" с опорной конструкцией. Следует иметь в виду, что зазор отсчитывается от положения невесомого трубопровода (так как это изображается на чертеже). Примеры опор с зазорами приведены на рисунках ниже:
      

5. Усталостная прочность

   1. 1. Как в dPIPE выполняется расчет напряжений? [показать]

      Усталостная прочность
      
      1. Как в dPIPE выполняется расчет напряжений категории ?
      
      1. Для определения расчетных напряжений категории в dPIPE осуществляется следующая процедура:
      a. Вычисляются внутренние усилия для "рабочего" и "холодного" состояний с использованием модулей упругости, соответствующих температурам этих режимов (Eр и Eх): Fр(Eр) и Fх(Eх).
      b. Оба набора усилий приводятся к реферативному (холодному) модулю упругости (Eref): Fр1 = Fр(Eр)*(Eref/ Eр) и Fх1 = Fх(Eх)*(Eref/ Eх).
      c. Вычисляется размах внутренних усилий: F = Fр1 – Fх1
      d. Вычисляются расчетные напряжения как функция от амплитуды внутренних усилий, вычисленных на предыдущем шаге
      т.к. внутренние усилия определялись на основе упругого расчета, то вычисленные таким образом напряжения соответствуют деформациям, вычисленным для модуля :
      
      
      2. В основе расчетных кривых усталости, приведенных в Разделе 5.6 ПНАЭ Г-7-002-86, лежат результаты испытаний полированных образцов при комнатной температуре. Во время испытаний были получены диаграммы "число циклов – деформация". Затем, для удобства использования при расчетах, результаты испытаний были перестроены в терминах "число циклов – условные упругие напряжения" и приведены к модулю упругости (параметр EM в команде FAT):
      
      
      Таким образом, при сравнении расчетных напряжений категории , с "допускаемыми"
      следует снова перейти в термины "деформаций" и к той температуре, для которых приведены кривые. В нашем случае это означает, что вычисленные в пункте 1.d напряжения нужно теперь привести к модулю Em:
      
      
      Именно эти напряжения печатаются в результатах расчетов и сравниваются с допускаемыми величинами.
      
      3. Конечно можно было бы “приводить” напряжения к нужному модулю сразу по формуле
      
      ,
      но мы “приводим” их в два этапа:
      
      .
      
      Это связано с тем, что мы хотели сохранить совместимость с программой РАМПА (в ней размахи и амплитуды на III этапе считаются по “холодному” модулю). Кроме того во всех остальных нормах, кроме ПНАЭ, кривые усталости построены по “холодному” модулю.

6. Сейсмика и расчеты на динамические нагрузки

   #

   1. 1. При расчете программа выдает: Warning: minimum frequency>Fmax Что это означает? [показать]

      Сообщение "Warning: minimum frequency>Fmax" означает, что первая собственная частота трубопровода больше, чем величина, определенная параметром FMAX ("предельная частота", которая определяется в диалоге для динамических контрольных параметров), т.е., если Вы использовали величину FMAX по умолчанию (FMAX = 33 Гц), то это означает, что у Вас достаточно жесткий трубопровод, первая собственная частота которого выше 33 Гц.

   2. 2. Как выбирается характерная (вертикаль/горизонталь) частота для упругой модели демпфера типа VD? [показать]

      Задание демпферов в "неявной" форме подразумевает модель без привязки к типам демпферов, определенных в базе данных. Для таких моделей, в зависимости от их типа, параметры жесткости/демпфирования либо максвелловские коэффициенты задаются напрямую Пользователем. При использовании моделей демпферов, содержащихся в базе данных, для "максвелловской" модели демпфера коэффициенты определяются программой автоматически, а при использовании упругой или "вязкой" модели, характеристики демпфера рассчитываются программой в зависимости от "характерной" частоты (динамическая жесткость вязкоупругого демпфера является частотно-зависимой). Под "характерной частотой" подразумевается та собственная частота и соответствующая ей форма колебаний трубопровода, которая вносит максимальный отклик системы в реакцию демпфера. Следует иметь ввиду, что использование упругой или вязкой модели демпфера приводит к приближенному решению. Наиболее приемлемые результаты дает максвелловская модель демпфера, которая учитывает как упругую, так и вязкую составляющую общей динамической жесткости этого устройства. Кроме этого, следует помнить, что использование вязкой или максвелловской модели демпфера возможно только в рамках метода динамического анализа, при интегрировании уравнений движения трубопровода по времени.

   3. 3. Позволяет ли программный комплекс dPIPE5.2 проводить оценку трубопроводов на вибропрочность, или оценка проводится по отстройке собственных колебаний от детерминированных частот? [показать]

      Нормы требуют:
      1) "определение спектра собственных частот колебаний и проверку условия их отстройки от детерминированных частот возмущения". dPIPE, очевидно, позволяет провести такой расчет. Другое дело, что для реальных трубопроводов вам, скорее всего, не удастся отстроиться, поскольку в районе детерминированной частоты (для определённости примем 50 Гц) окажется несколько собственных частот. А при попытке подавить соответствующие собственные формы введением дополнительных опор в опасную зону начнут сдвигаться другие формы.
      2) "проверку на отсутствие виброударных взаимодействий…"
      3) "расчет на циклическую прочность с учетом вибронапряжений"
      Основная проблема при попытке проведения таких расчетов - определение источника и механизма возбуждения вибрации. Рассмотрим наиболее частый и очевидный случай - насос. Если насос установлен на собственной виброизоляции, он может передавать свою вибрацию на трубу чисто механически. Однако чаще насосы имеют жесткое закрепление к фундаменту. В этом случае вибрация трубопровода возникает вследствие пульсаций давления в среде. Пульсации давлений вызывают силовое взаимодействие с трубопроводом в криволинейных отводах, местных гидравлических сопротивлениях и тройниках. При этом на этапе проектирования бывает очень сложно оценить величину пульсаций давления, которые будет генерировать насос, а уж тем более амплитуды возмущающих сил, которые будут действовать на трубопровод. На практике приходилось наблюдать случаи, когда две одинаковые системы имели совершенно разный уровень вибрации, что было невозможно обосновать теоретически. Таким образом, за исключением некоторых хорошо изученных явлений, в общем случае на этапе проектирования предсказать уровень вибрации трубопровода невозможно. Более практичный подход - борьба с существующей вибрацией.

7. Формирование заданий на расчет, ошибки, возникающие при решении

   #

   1. 1. В процессе расчета возникает ошибка «Error: nonlinearities not converged» [показать]

      1. В процессе расчета возникает ошибка «Error: nonlinearities not converged»:
      
      
      
      как с этим бороться?
      
      Указанное сообщение программа выдает, когда в ходе расчета не удается достичь сходимости при решении нелинейной системы (трение + односторонние опоры). Такие проблемы редко, но возникают на легких и гибких системах (например, трубы малого диаметра). Иногда проблему можно решить, если увеличить максимальное число итераций при выполнении нелинейных расчетов (параметр NL_MAXIT, команда CTRL):
      
      

   2. 2. В процессе расчета возникает ошибка «non-positive definite matrix» [показать]

      2. В процессе расчета возникает ошибка «non-positive definite matrix»:
      
      
      
      Что это значит и как с этим бороться?
      
      Указанное сообщение программа выдает, когда в ходе расчета выясняется, что матрица жесткости системы не является положительно определенной (т.е. один из диагональных элементов матрицы жесткости равен либо «чистому» нулю, либо отрицательному числу). Такая ситуация, как правило, возникает, если из-за неопределенности граничных условий, какая-то часть модели работает, как «механизм»: т.е. ничто не препятствует смещению или повороту участка трубопровода. Ничего другого, кроме аккуратной проверки модели, тут не остается…

   3. 3. В чем разница между типами расчетов «OPER_A» и «OPER_B»? [показать]

      Оба типа этих расчетов – это расчеты на «полную» нагрузку в одном из режимов работы трубопровода. Различия связаны с особенностью реализации алгоритма учета пружинных опор/подвесок.
      
      OPER_A: Предполагается, что известна проектная нагрузка для пружин в рабочем состоянии, P_d. Тогда, для определения НДС трубопровода решается уравнение вида:
      
      (1)
      где:
      
      K_р – матрица жесткости трубопровода в рабочем состоянии без учета жесткости пружин;
      - деформация трубопровода под действием полного спектра нагрузок для этого режима;
      F_р (вес + давление + нагрузки самокомпенсации + смещения точек присоединения трубопровода к оборудованию).
      
      После решения уравнения (1) возможно вычислить т.н. "теоретическую монтажную нагрузку" R₀, которая в дальнейших возможных расчетах при разных режимах эксплуатации служит "базой" для пересчета реакций в упругих опорах:
      (2)
      где k_s – жесткость пружин.
      
      OPER_B: Также как и расчет типа OPER_A - это расчет для i-го режима на полную нагрузку. Только, в отличие от предыдущего типа, для реализации этого расчета, нужно знать величину R₀
      (таким образом, в программе предусмотрено «жесткое» правило: расчет типа «OPER_B» должен выполняться только после расчета OPER_A):
      
      (3)
      
      на этот раз жесткость пружин k_s учитывается в общей матрице жесткости, а величина R₀ стоит в правой части уравнения. После решения уравнения (3) реакцию в пружинных подвесках/опорах можно вычислить по соотношению:
      (4)
       

   4. 4. Почему в результатах расчета для пружин стоит восклицательный знак, а подвески при просмотре модели мерцают, хотя нет превышений ни по нагрузке, ни по величине изменяемости? [показать]

      В рассматриваемом примере в результатах расчета для опор выводится комбинация нагрузок НУЭ + сейсмика:
      
      а в опциях в закладке «отчеты – опоры» указано, что LC4 соответствует «рабочей нагрузке» для подвесок:
      
      В этом случае dPIPE не только контролирует суммарную величину нагрузки на опору, чтобы она не выходила за допускаемые пределы, но и анализирует условие, чтобы рабочая нагрузка была не меньше сейсмической: PНЭ  Pсейсм. В противном случае, во время сейсмического воздействия может произойти полная разгрузка пружины, и она более не будет работать как упругая связь, в следствие чего в системе могут появиться импульсные нагрузки, которые линейный расчет не оценивает. Именно на это обстоятельство и обращается внимание расчетчика:РНЭ = 1508 Н < Pсейсм. = 1528 Н
      
      

   5. 5. В процессе расчета возникает ошибка «Internal error: A\sparse.for(142)»: как с этим бороться? [показать]

      Указанное сообщение программа выдает, когда число узлов в расчетной модели превышает максимально возможное (по представлениям разработчиков). В версии dPIPE 5.27 это число равно 10 000. При возникновении такой ситуации рекомендуется проверить правильно ли определен параметр FMESH (в зависимости от него программа автоматически мельчит КЭ сетку) или попытаться уменьшить размерность задачи…