hrvatski

Određivanje faktora intenzivnosti naprezanja metodom podmodeliranja

Regulacijski ventili imaju široku primjenu u procesnoj industriji s osnovnom funkcijom da utječu na parametre procesa na način da povećavaju ili smanjuju protok medija koji kroz njih prolazi. Glavni element ventila je njegovo kućište koje se, uslijed složenosti geometrije, izrađuje postupkom lijevanja u pijesku. Upravo zbog takvog tehnološkog postupka izrade u stijenci ventila se često mogu naći različite uključine i pukotine. Tema ovog diplomskog rada je analiza cjelovitosti kućišta ventila s pukotinom. Prije same analize cjelovitosti objašnjene su i verificirane metode i procedure primjenjene u numeričkoj analizi. Za potrebe numeričke analize korišteni su tetraedarski i singularni konačni elementi, koji su detaljno objašnjeni, a singularni elementi i verificirani na jednostavnom primjeru. Nakon konačnih elemenata, opisani su izrazi koji se koriste u programskom paketu Abaqus [1] za izračunavanje parametara mehanike loma, odnosno konturni integral. Za ovaj diplomski rad izrazito je važna tehnika podmodeliranja, pomoću koje je vršena analiza cjelovitosti kućišta ventila s pukotinom. Nakon provedbe numeričke analize kućišta ventila bez pukotine, tehnikom podmodeliranja se dobivena rješenja koriste za određivanje ponašanja kućišta s pukotinom na stijenci. Za potvrdu točnosti numeričkog modela kućišta bez pukotine, numerički rezultati za deformacije uspoređeni su s eksperimentalnim mjerenjima. Zbog toga osim opisa ove tehnike, napravljena je i njezina verifikacija na cijevi s polueliptičnom pukotinom. U samoj verifikaciji ispitivana je veličina podmodela u povezanosti s točnošću parametara mehanike loma (J-integral i faktor intenzivnosti naprezanja). Za procjenu cjelovitosti kućišta ventila s pukotinom primjenjena je FAD (Failure Assesement Diagram) metoda. Analiza cjelovitosti kućišta ventila s pukotinom je vršena numerički i analitički. Za određivanje faktora intenzivnosti naprezanja empirijski izrazi iz norme API 579 [2] kombinirani su s rezultatima numeričkih analiza za raspodjelu naprezanja po debljini stjenke na mjestu pukotine, a dobivena analitička i numerička rješenja su uspoređena i prokomentirana. Napravljene su analize za tri pukotine, od toga dvije smještene na priključnom ogranku ventila, jedna vanjska, a jedna unutarnja i još za jednu unutarnju pukotinu smještenu na prirubnom dijelu ventila.

analiza metodom konačnih elemenata; metoda podmodeliranja; faktora intenzivnosti naprezanja; J-integral; polueliptička površinska pukotina; kućište ventila

nije evidentirano