8 812 123 45 67
Прочностной расчёт подводной капсулы

Специалисты АО «ЦИФРА» провели расчёт на прочность подводной капсулы (далее ПК). Подводная капсула применяется для обеспечения рабочего пространства при выполнении работ под водой.

В данной работе исследовалась система удержания понтона, определялись усилия действующие на ПК при волнении воды, оценивалась прочность конструкции.

Пример модели, рассматриваемый в расчётах представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Геометрическая модель ПК

Система удержания понтона

Расчёт системы удержания понтона выполнялся в программном модуле Ansys AQWA.

Расчёт системы удержания в Ansys AQWA позволил:

  1. Определить силы и нагрузки, действующие от понтона на ПК;
  2. Определить худший возможный случай действия потока воды на конструкцию ПК.

Ansys AQWA предоставляет набор инженерных инструментов для исследования воздействия волн, ветра и течений на плавучие и стационарные морские и прибрежные сооружения, включая: лонжероны; плавучие системы добычи, хранения и разгрузки; полупогружные суда; платформы на натяжных опорах; суда; системы возобновляемой энергии; и конструкции волноломов.

Расчеты в Ansys AQWA также позволяют передавать давление и инерционную нагрузку для использования в прочностном расчёте в рамках процесса проектирования корпуса судна. Таким образом полученные результаты могут быть переданы и интерполированы на конечно-элементную модель Ansys Mechanical. Поскольку функция передачи и интерполяции автоматически учитывает различия в сетке между гидродинамической и конечно-элементной моделями, они не обязательно должны быть топологически идентичными.

В местах контакта понтона и столба капсулы установлены специальные контактные швартовые элементы типа Fender (в терминологии Ansys, в переводе – кранец, отбойник, амортизатор). Fender это тип элементов, позволяющий моделировать контакт между двумя конструкциями в Ansys AQWA. В зависимости от относительного положения конструкций, они создают переменную силу, действующую на конструкцию и добавляемую к другим силам, используемым для расчета движения. Изображение мест установки Fender представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Изображение установки Fender

В модели рассматривались различные комбинации системы удержания, а также различные направления и скорости течения воды, скорости ветра.

Для каждого расчётного случая определяется сила реакции натяжения троса. Реакция натяжения троса сравнивалась с допустимым разрывным усилием. В случае превышения разрывного усилия выбирается более прочный трос. Значения допустимых разрывных усилий троса выбирались по [1].

После подбора системы удержания, снимались силы в Fender и задавались в качестве исходных данных в расчётах прочности.

Расчёт на прочность

В расчётах используются следующие граничные условия и нагрузки:

  • Сила тяжести;
  • Гидродинамическое давление, рассчитываемое автоматически и передаваемое из расчётов в Ansys AQWA;
  • Направление и скорость течения воды, рассчитываемое автоматически и передаваемое из расчётов в Ansys AQWA как распределение сил и давлений;
  • Закрепления в местах установки капсулы;
  • Силы от воздействия понтона на ПК.

В результате расчета получены распределения приведенных эквивалентных напряжений в ПК. Приведённые эквивалентные напряжения определены по теории максимальных касательных напряжений. Оценка прочности выполняется в соответствии с нормами ПНАЭ Г 7 002 86 [2]. 

Результаты представлены на рисунках ниже.

Рисунок 3.1 – Распределение перемещений

Рисунок 3.2 – Распределение напряжений

В результате выполнения расчётов определены зоны с превышениями допустимых значения напряжений и предложены необходимые изменения конструкции для удовлетворения критериев прочности.

Заключение

В результате проделанной работы инженерами АО «ЦИФРА» выполнены расчеты на прочность конструкции ПК, а также расчёты системы удержания понтона.

Предложено изменение конструкции изделия и подтверждена прочность измененной конструкции расчётным способом.

 

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
8 сентября 2023

Специалисты АО "ЦИФРА" выступят на XI Российской конференции "Методы и программное обеспечение расчетов на прочность"

Со 2 по 6 октября 2023 в г. Сочи пройдет XI Российская конференция "Методы и программное обеспечение расчетов на прочность". Конференция является значимым событием для инженерного сообщества и традиционно служит отличной площадкой для обмена опытом и обсуждения методов и подходов к решению актуальных отраслевых задач.
Новости
19 июня 2023

Аттестация ANSYS/LS-DYNA и ANSYS Mechanical для расчетов железобетонных строительных конструкций ЗиС ОИАЭ

Экспертным советом по аттестации программ для ЭВМ при Ростехнадзоре ФБУ «НТЦ ЯРБ» согласованы и выпущены аттестационные паспорта программ для ЭВМ ANSYS/LS-DYNA и ANSYS Mechanical для выполнения расчетов напряженно-деформированного состояния бетонных и железобетонных строительных конструкций зданий и сооружений (ЗиС) объектов использования атомной энергетики (ОИАЭ) под действием статических и динамических нагрузок, с учетом возможности развития под нагрузкой пластических деформаций и трещинообразования, для режимов нормальной эксплуатации, нарушения нормальной эксплуатации, проектных и запроектных аварий.
Новости
Связанные публикации в блоге
5 сентября 2023

Расчёт прочности паропроводов в соответствии с РД 10-249-98

Обеспечение надёжности и безопасности трубопроводных систем – это сложный и многогранный процесс, который включает в себя множество этапов, одним из ключевых среди которых является расчёт на прочность.
Блог
18 июля 2023

Расчёт прочности и долговечности элементов компрессорного оборудования с учётом сварных соединений

Специалисты группы расчётов нефтегазового оборудования АО «ЦИФРА» исследовали прочность с учётом сварных соединений в конструктивных элементах компрессорного оборудования. В качестве объекта исследования рассматривается рабочее колесо центробежного компрессора, являющееся главным рабочим органом данного типа оборудования. Трёхмерная геометрическая модель построена по аналогии с приведёнными типовыми чертежами в [1].
Блог
Связанные вебинары
23 декабря 2020

Повышение эффективности процессов промышленной газоочистки с использованием численного моделирования

На вебинаре рассмотрим численное моделирование современных газоочистных установок.
Вебинары
23 июля 2020

Применение компьютерного моделирования при ремонте и модернизации судов

В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.
Вебинары
Сделайте заказ
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!