Секторный и гнутый отводы

[Ivan]

Отлично, в ПНАЭ правда считают по другой формуле, формула 2,7 используется в ASME, для расчета податливости отвода в ПНАЭ используют формулу 2.10 из этой книги, на основе уравнение Кармана только не много изменённом виде, но структура остаётся прежней. Я не в коем случае не противоречю книги Камерштейна, напротив я постоянно ссылаюсь на неё
Но я хочу сказать, даже если бы оба отвода в программе по нормам ПНАЭ считались на основание формулы 2,7 это давало бы более правильную картину, чем расчет каждого из отвода по принципиально разным методикам. Расчет по формуле 2,7 даёт хорошие значения податливости, которые сопадают с эксперементальными, в круто изогнутых колненах с большой кривизной (цитата из Камерштейна ). Не знаю в ASME указаны условия применимости формул или нет.
Из всего этого, для себя делаю вывод, в расчете трубопровода по нормам ПНАЭ, в версии программы 5,26,нельзя учитывать секторные колена элементами MITER, потому что в некоторых случаях они дают не корректные результаты, из за разных применяемых методик расчета гнутых и секторных колен в пределах норм ПНАЭ зашитых в программе.
Спасибо за консультацию!

[Алексей Берковский]

Насчет "в действительности" - это вопрос спорный.

Почему спорный? Я вам привёл аналитическое решение, если нужно будет могу привести и численное решение по оболочечной теории, да и из логики понятно что если оболочку подкрепить кольцами жёсткости она будет жестче, что логично из определение колец, кольцами жесткости у секторного отвода являются стыки между секторами, это конечно грубое сравнение, но всё же имеет место быть.

Нет, спасибо, ничего больше приводить не нужно. В своей аргументации я сослался на книжку Камерштейна, о которой Вы же и упоминали в начале этой дискуссии. Именно там автор, сравнивая результаты, полученные по формуле ASME, основываясь на экспериментальных результатах, пишет:



А в заключение этой главы делается вывод, что:



Формула (2.7) – это расчет коэффициента податливости для гнутого отвода. С небольшими вариациями на основе этой формулы проводятся расчеты по всем Нормам

[Ivan]

Насчет "в действительности" - это вопрос спорный.

Почему спорный? Я вам привёл аналитическое решение, если нужно будет могу привести и численное решение по оболочечной теории, да и из логики понятно что если оболочку подкрепить кольцами жёсткости она будет жестче, что логично из определение колец, кольцами жесткости у секторного отвода являются стыки между секторами, это конечно грубое сравнение, но всё же имеет место быть.

по формулам ПНАЭ лучше соответствуют экспериментальным данным, чем оценка по формуле ASME

Как раз в сообщение ниже я вам привёл это доказательство провдя сравнение между нормами.
Возможно вы меня не так поняли, я всё веду на явное не сочетание определение податливости сварного колена при расчете трубопровода по нормам ПНАЭ, нормами ASME, как видно из:
по нормам ASME:

2)секторный
tn= 2,6
R= 475
r= 201,5
s= 393,5028843
θ= 0,392699082
cotθ= 2,414213562
h= 0,030417034
k= 27,91983672

по нормам ПНАЭ:

ПНАЭ, посчитано в excel
гнутый отвод
R= 475
s= 2,6
r= 201,5
E= 200000
p= 0,6
λ= 0,030417034
ω= 0,002351427
a1= 2,754098804
a2= 1,691664152
a3= 1,169152832
a4= 0,968757969
b= 0,032632581
Kр= 35,47474786
R/r= 2,357320099
ζ= 0,476504369
*Kр= 16,90387234

Ну и вот расчет податливости отводов, как я и говорил, что по ПНАЭ податливость отвода ниже чем по ASME у секторного То что вы привели скриншоты податливости, я повторил тоже самое в dPIPE только расчетные нормы взял ПНАЭ, у меня совпал результат только с секторным отводом, возможно вы выложели расчет по нормам ASME, но указали что по ПНАЭ, потому что у гнутого отвода такая же податливость как здесь:
по ASME

1) гнутый отвод
tn= 2,6
R= 475
r= 201,5
h= 0,030417034
k= 54,24592105

ну или у вас версия программы другая, потому что даже нет коэффициентов интесификации секторного отвода в моей версии нормы ПНАЭ.

[Алексей Берковский]

Алексей, как быть в конечном счете? пренебрегать моделированием секторных отводов когда считаю по отечественным нормам? Проверил формулы для отводов, которые вы опубликовали и как не крути у секторного податливость получается ниже чем у гнутого, что в действительности так и есть:

Насчет "в действительности" - это вопрос спорный. Были публикации, в которых показывалось, что податливость сварных колен, рассчитанные по формулам ПНАЭ лучше соответствуют экспериментальным данным, чем оценка по формуле ASME (см. Камерштейн, Рождественский, Ручимский «Расчет трубопроводов на прочность», стр. 30-33)

До исправления в dPIPE неточности с вычислением коэффициента податливости секторного колена при расчетах по нормам ПНАЭ, я бы рекомендовал задавать секторное колено в исходных данных как отвод с эквивалентным радиусом. Тогда и коэффициент податливости, и напряжения будут вычисляться в строгом соответствии с Нормами. Овальность в этом случае, естественно должна быть = 0, а SMIN = толщине стенки сечения (по умолчанию).

Получается что отвод гнутый, податливость которого считается по ПНАЭ, менее податлив отвода секторного по АSME формулам.

Ну, с точностью до наоборот: податливость отвода по ПНАЭ больше, чем податливость секторного колена, вычисленная по формулам ASME: 54,24 > 27,92:

[Ivan]

Алексей, как быть в конечном счете? пренебрегать моделированием секторных отводов когда считаю по отечественным нормам? Проверил формулы для отводов, которые вы опубликовали и как не крути у секторного податливость получается ниже чем у гнутого, что в действительности так и есть:

1) гнутый отвод
tn= 2,6
R= 475
r= 201,5
h= 0,030417034
k= 54,24592105

2)секторный
tn= 2,6
R= 475
r= 201,5
s= 393,5028843
θ= 0,392699082
cotθ= 2,414213562
h= 0,030417034
k= 27,91983672

угол θ в радианах
Получается что отвод гнутый, податливость которого считается по ПНАЭ, менее податлив отвода секторного по АSME формулам.
по ПНАЭ :
k=16,5161, это то значение которое выдаёт программа при задание гнутому отводу параметров 1).
Ниже полученный коэффциент податливости посчитанный по формулам ПНАЭ:

ПНАЭ, посчитано в excel
гнутый отвод
R= 475
s= 2,6
r= 201,5
E= 200000
p= 0,6
λ= 0,030417034
ω= 0,002351427
a1= 2,754098804
a2= 1,691664152
a3= 1,169152832
a4= 0,968757969
b= 0,032632581
Kр= 35,47474786
R/r= 2,357320099
ζ= 0,476504369
*Kр= 16,90387234

У меня получились не большие расхождения, это возможно из-за грубой интеполяции из таблицы п5.5. коэффициента ζ. Как видно из этих расчетов то применение формул для вычисления податливости секторного отвода по ASME не совсем корректно для расчета по нормам ПНАЭ. Если я конечно ни где не ошибаюсь.

[Алексей Берковский]

Сейчас в программе податливость секторного колена определяется для всех Норм по формулам, которые приведены в западных кодах (ASME B31.1, EN) для элемента miter bend:



Если в гнутом отводе величина SMIN = толщине стенки, овальность = 0, а податливость принята как для секторного колена, то и напряжения, вычисляемые по Нормам ПНАЭ, будут одинаковыми:

[Ivan]

Но на деле выходит что податливости разные. Для примера привожу три файла. С секторным коленом, гнутым коленом с податливостью по умолчанию и гнутое колено с такой же податливостью, как у секторного. Из расчета видно, что толщина у секторного отвода берётся такая же как и у гнутого, потому что при одинаковой податливости напряжение в отводах одинаковое, если бы была бы иная толщина у любого элемента, то даже при одинаковой податливости напряжения были бы разные. Не нашёл как прикрепить файлы, скинул вам на почту.

[Алексей Берковский]

При формальной замене отвода секторным коленом (с тем же сечением и эквивалентным радиусом, что и отвод), разница в напряжениях обусловлена тем, что для отводов по ПНАЭ учитывается минимальная толщина стенки (на внешней стороне гиба, параметр SMIN) и овальность. Это приводит к более высоким напряжениям по сравнению с секторным коленом. Что касается податливости: в ПНАЭ на уровне расчетных формул отсутствует различие между секторным коленом и отводом, поэтому результат по величинам податливости по логике ПНАЭ должен быть одинаковым. То, что сейчас распечатывается в листинге исходных данных для секторного колена – результат неточности: мы будем это править. Спасибо за «наводку».

[Ivan]

Добрый день. Столкнулся с интересной особенностью программы, начал считать трубопровод и все отводы задавал как гнутые (BEND), потом поменял отводы на секторные (MITER) и получил, что в секторных отводах, да и в трубопроводе в целом, напряжение меньше чем в гнутых, расчет проводился по ПНАЭ. Секторный отвод расчитывался только по указанному радиусы сгиба, радиусы сгибов у секторного и гнутого одинаковые, параметры гнутого отвода осталены по умолчанию. Что самое интересное коэффициент поддатливости у секторного отвода выше чем у гнутого, что не много вводит в ступор, потому что известно из "Расчет трубопроводом на прочность" А.Г. Камерштейн В.В. Рождественский, податливость у секторных отводов ниже чем у гнутых. Не понятно почему так в программе получается. Буду признателен за ответ, спасибо.