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 инженерам 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
17 октября 2022

Эксперты АО «ЦИФРА» выступили на нефтегазовой конференции АО «ТомскНИПИнефть»

Специалисты АО «ЦИФРА» приняли участие в V научно-технической конференции «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений», организованной АО «ТомскНИПИнефть». Событие состоялось 20-21 сентября 2022 года и стало местом встречи учёных и практиков, проектировщиков и представителей служб эксплуатации – специалистов, представляющих наиболее актуальные разработки в сфере обустройства, подготовки нефти и газа.
Новости
12 октября 2022

Отзывы стажеров 2021-2022

Продолжаем публиковать отзывы молодых специалистов, прошедших полный курс стажировки и стали сотрудниками компании.
Новости
Связанные публикации в блоге
15 июня 2022

Расчет прочности внешнего корпуса насоса по ASME BPVC VIII

На сегодняшний день крупнейшими производителями сосудов и аппаратов, работающих под давлением, является Китай, Германия, Канада, Великобритания, Россия и другие. Оборудование, изготавливаемое этими странами, поставляется и применяется по всему миру. При этом в каждой эксплуатирующей стране разработана своя нормативно-техническая база. Проблема заключается в том, что все нормы весьма разнородны по своему статусу и не образуют единой системы.
Блог
21 апреля 2022

Ткань против пули. Математическое моделирование испытаний бронеткани согласно ГОСТ 34286-2017

Бронеодеждой или БО согласно ГОСТ 34286-2017 называют средства индивидуальной броневой защиты, выполненные в виде пальто, накидок, плащей, костюмов, курток, брюк, комбинезонов, жилетов и т.п., предназначенные для периодического ношения с целью защиты туловища и (или) конечностей человека (за исключением стоп ног и кистей рук) от воздействия холодного оружия и огнестрельного стрелкового оружия, а также поражения осколками (далее - средства поражения). БО применяется тогда, когда может потребоваться защита жизни и здоровья человека. Она классифицируется и для нее проводятся испытания согласно назначенным классам.
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!