Специфические особенности расчетного анализа:

Статика:

  • задание нескольких различных режимов работы трубопровода с автоматическим определением максимальных размахов напряжений между ними;
  • возможность выполнения поверочных расчетов с информацией о "холодной" нагрузке на упругие опоры;
  • учет нелинейной работы опор: трение, односторонние опоры, опоры с зазорами, скользяще-направляющие опоры с трением и зазорами, маятниковый эффект и учет геометрической нелинейности для упругих и жестких подвесок, а также жестких стержней (rigid struts);
  • возможность выбора пружин упругих опор из разных каталогов (в рамках одной расчетной модели) с вариацией параметров для каждой из упругих опор.

Динамика:

  • расчет на сейсмостойкость по линейно-спектральному методу, в том числе с учетом многоопорного воздействия;
  • опционный набор различных методов модальной комбинации (SRSS, CQC, 10 %);
  • учет и коррекция высших форм колебаний;
  • учет сейсмических смещений опор;
  • расчет на сейсмостойкость методом динамического анализа на заданные акселерограммы с учетом демпферов, гидроамортизаторов и других специальных опор;
  • расчет методом динамического анализа на вынужденную динамическую нагрузку, задаваемую в виде узловых сил, переменных во времени (решение задачи динамики трубопроводов при гидродинамических воздействиях);
  • вибрационный анализ.

Для ввода исходных данных используется эффективный набор инструментов:

  1. проблемно-ориентированный язык;
  2. электронная таблица DDE, совмещенная с просмотром расчетной модели, обладающая:
    • простотой ввода; 
    • многооконным интерфейсом с синхронизированным обновлением таблиц и графического окна;
    • возможностью ввода исходных данных в режиме динамической трассировки модели;
    • интуитивно-понятным интерфейсом;
    • возможностью работы с подключаемыми базами данных и каталогами;
    • встроенным калькулятором;
    • автоматической генерацией номеров узлов расчетной модели;

    Пример интерфейса программы dPIPE

    clip0025_s - Пример интерфейса программы dPIPE

  3. программы-конверторы исходных данных из семейства программ РАМПА (РАМПА 93 и РАМПА 90)

 

Для создания расчетной модели трубопроводной системы используется библиотека элементов, включающая:

PIPE - прямолинейные участки трубопровода  clip0003
BEND - сварные и штампованные отводы, секторные колена clip0004
REDUCER - переходы между трубами с различными диаметрами clip0005
VALVE - трубопроводная арматура, клапаны, задвижки. Возможность моделирования эксцентриситета центра масс и привода. clip0006
EXPANSION JOINT - компенсаторы разных типов: общего типа (EJ), осевой без стяжек (EA), сдвиговой на стяжках (ET), шарнирный (EH), карданный (EG) clip0007
RIGID - "жесткий" элемент для моделирования присоединения трубопровода к оборудованию или строительным конструкциям clip0008
clip0008 - clip0008
FLEX - упругий элемент – для моделирования патрубков оборудования clip0009
STRU - балочный элемент, моделирование металлоконструкций опорных элементов. clip0010

Библиотека для моделирования опорно-подвесной системы трубопровода включает следующие элементы:

ANCHOR - анкерная опора. Используется для моделирования заделок трубопроводов или присоединения к оборудованию. Опоры этого типа устанавливаются на концевых участках расчетной модели. Вывод усилий осуществляется в глобальной или локальной системе координат. Возможность освобождения степеней свободы при выборе пружин упругих опор (опция RELEASE).

clip0011
clip0011 - clip0011

SUPPORT 6 – компонентная опора. Позволяет моделировать как жесткие опоры в пролетах трубопровода, так и учитывать 6 компонент жесткостей как в глобальной, так и в локальной системах координат.

clip0012
clip0012 - clip0012

SPRING HANGER - пружинная подвеска. Элемент используется как для моделирования существующих упругих опор, так и для выбора новых или перезатяжки существующих подвесок. Возможность варьировать параметры каждой упругой опоры (каталог пружин, величины запаса по нагрузке, коэффициент изменяемости, максимальную структуру цепи Z при выборе). Учет маятникового эффекта

clip0013
clip0013 - clip0013

ROD HANGER - жесткая подвеска. Учет маятникового эффекта и односторонней работы.

 

clip0014
clip0014 - clip0014

SLIDING - скользящая опора. Может рассматриваться как линейная или односторонняя связь. Учет трения. Задается как в глобальной, так и в локальной системе координат.

 

clip0015
clip0015 - clip0015
GUIDE - скользяще-направляющая опора. Учет трения и зазоров. clip0016
clip0016 - clip0016
RESTRAINTS- однокомпонентные опоры. Учет трения и зазоров. clip0017
clip0017 - clip0017
DAMPER - 3-х компонентная демпферная опора. Используется для моделирования высоковязких демпферов. Учитывается только в рамках динамического анализа. Выбор из каталогов "ЦКТИ-Вибросейсм" или фирмы GERB. clip0018
clip0018 - clip0018
SNUBBER - гидравлический или механический амортизатор. Произвольно направленная однокомпонентная опора. Учитывается только в рамках динамического анализа. 
clip0019
clip0019 - clip0019
RIGID STRUT - Жесткий стержень. Элемент представляет собой двустороннюю однокомпонентную связь конечной длины, шарнирно крепящуюся с одной стороны к трубопроводу, с другой стороны к строительной конструкции или оборудованию. Учет геометрической нелинейности. clip0026

 

Особенности задания на расчет и постпроцессорную обработку результатов

Помимо стандартных, типовых расчетов, Пользователь может формировать необходимое число уникальных «расчетных случаев», комбинируя в нагрузочном векторе:

  • вес
  • внутреннее давление
  • усилия от самокомпенсации
  • смещение опор
  • сосредоточенные силы/моменты реакции упругих опор
  • усилия от «монтажного растяга»
  • сейсмические нагрузки

при этом для всех расчетных случаев в рамках одного расчета могут быть определены как глобальные опции:

  • расчет по холодному или горячему модулю упругости;
  • тип задаваемой нагрузки для упругих опор – рабочая или «холодная»; 
  • учет давления при вычислении коэффициента податливости для отводов;
  • возможность вариации коэффициента трения для всех опор,

так и локальные опции для каждого расчетного случая:

  • трактовка нелинейных опор (линеаризовать, учитывать нелинейность, принимать состояние опор в зависимости от результатов предыдущего «расчетного случая»)
  • решение осуществлять или нет учет «маятникового» эффекта для подвесок,  
  • учитывать или нет силы трения в опорах.

При формировании задания на постпроцессорную обработку результатов существует возможность на уровне пользовательского интерфейса осуществлять вычисление перемещений, внутренних усилий, различных категорий напряжений и нагрузок на опоры от результатов как отдельных «расчетных случаев», так и их комбинаций.

вычисление перемещений, внутренних усилий, различных категорий напряжений и нагрузок на опоры

clip0024_s - вычисление перемещений, внутренних усилий, различных категорий напряжений и нагрузок на опоры

Для просмотра расчетной модели и результатов расчета используется программа PIPE3DV, разработанная на основе промышленного стандарта OpenGL. Программа позволяет выполнять следующие основные операции:

  • увеличение, вращение, смещение расчетной модели;
  • 3-мерная визуализация; 
  • выборочное отображение различных групп элементов;
  • отображение локальной системы координат для элементов;
  • поиск узла расчетной модели;
  • быстрая информация об элементах и узлах расчетной модели;
  • просмотр результатов в табличной форме;
  • гибкость в выборе точки обзора;
  • графическое отображение напряженного состояния (просмотр напряжений в цвете);
  • нанесение пользовательских надписей на рисунок расчетной модели;
  • простановка размеров; визуализация деформированного состояния;
  • анимация собственных и вынужденных колебаний;
  • сохранение изображений через буфер обмена или в графический файл;
  • экспорт изображения в DXF файл;
  • запись анимации собственных или вынужденных колебаний в "проигрываемые" файлы (*.AVI) 

просмотра расчетной модели и результатов расчета в программе PIPE3DV

clip0021_s - просмотра расчетной модели и результатов расчета в программе PIPE3DV

  Просмотр результатов расчета (напряжения)

Просмотр результатов расчета (напряжения)

clip0022_s - Просмотр результатов расчета (напряжения)

Просмотр результатов расчета (перемещения) 

Просмотр результатов расчета (перемещения)

clip0023_s - Просмотр результатов расчета (перемещения)