Tehtävänä on tarkastella putkiston siirtymiä ja rasituksia, kun kuormituksena on putkien oma paino, niiden sisällä virtaavan nesteen paino sekä lämpötilan muutos.
Harjoituksessa tarvittavan mallin voi ladata alla olevasta linkistä.
Avaa EXP-Plant -projektin VXPLA-MainAssembly -kokoonpano ja siirry FEA-tilaan valitsemalla tilannekohtaisesta valikosta FEA > Palkki- ja sauvarakenne FEA.
Valitse kokoonpano Water-IN-1 ja luo uusi tutkimus painamalla Uusi tutkimus.
Tutkimukseen hyväksytään mukaan ainoastaan palkkielementeiksi soveltuvat osat, eli tässä tapauksessa putkilinjan suorat putket. Putket liittyvät toisiinsa joko hitsatulla käyrällä tai laipalla, joten putkien tulisi liittyä solmujen välityksellä toisiinsa jäykästi kaikkien vapausasteiden osalta.
Kytke solmuja
Valitse kaikki tutkimuksen osat painamalla aktiivisen tutkimuksen tilannekohtaisesta valikosta Valitse osat.
Kytke valittujen osien solmuja toisiinsa valitsemalla valintanauhalta Kytke solmuja.
Aseta kytkennän toleranssiksi Manuaalinen ja 110 mm, koska putkien päät ovat noin 108 mm etäisyydellä toisistaan. Tällöin putkien päät tulevat kytketyiksi toisiinsa. Aseta solmujen väliseksi kytkennäksi Täysin kytketty, joka vastaa käytännössä sitä, että osat hitsattaisiin kiinni toisiinsa. Kytke solmuja painamalla OK.
Putkilinjan putket on nyt kytketty toisiinsa jäykästi kiinni. Jäykkä kytkentä putken päiden välillä vastaa käyttäytymiseltään hitsattua käyrää.
Lisää putkelle uusi solmu kannakkeen kohdalle. Valitaan putki ja painetaan valintanauhalta Lisää solmu -nappia. Lisää solmu kannakkeen keskikohtaan.
Aseta kannakkeen kohdalla olevalle solmulle tuenta. Kannake lepää seinän päällä vapaasti, joten kiinnitä ainoastaan Y-suuntainen siirtymä. Kiinnitä myös X-suuntainen kiertymä sillä oletuksella, että putki ei pääse pyörimään akselinsa ympäri kannakkeessa. Varmista, että Paikalliskoordinaatisto -asetus on valittuna.
Aseta kuormitus
Lisää putken sisällä virtaavan nesteen paino kuormitukseksi kaikille tutkimuksen osille. Valitse kaikki tutkimuksen osat ja paina valintanauhalta Ominaisuudet-nappia.
Aseta putkien sisällön paino päälle painamalla Käytä-valintaruutua Putken sisällön paino -haarasta. Oletusarvona sisällön tiheytenä on veden tiheys. Sisäpinta-alan alkuperäinen arvo lasketaan putken 3d-mallin geometriasta. Sisäpinta-alan ja sisällön tiheyden arvo ovat käyttäjän muutettavissa kirjoittamalla uusi arvo sarakkeeseen Tarkistettu.
Painovoiman aiheuttaman kuorman symbolissa näkyy nyt myös vaaleansininen kartio, joka kuvastaa, että putken sisältämän nesteen paino on mukana laskennassa. Putken kokonaismassaan lasketaan nyt sekä putken että sen sisältämän nesteen massa.
Aseta vielä putkille lämpötilan muutoksesta aiheutuva kuorma. Valitse valintanauhalta toiminto Lämpökuorma. Osoita kaikki tutkimuksen osat valituiksi ja paina V-näppäintä. Putken asennuslämpötila on 20 °C ja käyttölämpötila 80 °C. Aseta lämpötilakuorman arvoksi lämpötilan muutos, eli 60 °C.
Malli on nyt valmis ratkaistavaksi.
Ratkaise tutkimus
Ratkaise tutkimus painamalla valintanauhan Ratkaise-nappia. Valitse tulosdialogin näytettäväksi rasitussuureeksi Siirtymä DY ja tulosten esitystavaksi Kuvaaja. Tukivoimat saat näkyviin asettamalla tulosdialogissa Näytä tukivoimat -asetus valituksi. Kuvaajasta nähdään, että ylin putki taipuu enimmillään noin 10 mm.
Tarkastele kuinka taipuma muuttuu, kun putkelle lisätään yksi kannake lisää. Poistu tulosdialogista ja lisää solmu ylimmän putken puoleen väliin. Aseta sille tuenta samoin kuin toisellakin kannakkeella, eli kiinnitä paikalliskoordinaatiston Y-suuntainen siirtymä ja X-suuntainen kiertymä. Ratkaise malli uusilla reunaehdoilla.
Tuloksista nähdään, että jos putkelle asetettaisiin kannake sen puoleen väliin, maksimitaipuma olisi enää noin 1 mm luokkaa.
JavaScript errors detected
Please note, these errors can depend on your browser setup.
If this problem persists, please contact our support.
