Особливості імітаційного моделювання посудин, що працюють під тиском

Анотація

Для транспортування, зберігання та проходження різноманітних процесів сьогодні використовують різні посудини (сепаратори, резервуари, абсорбери, десорбери тощо). Вони працюють за важких умов, оскільки на них діють одночасно декілька різних навантажень. Наприклад, на резервуар для зберігання скрапленого газу діють одночасно вага робочого середовища, власна вага, температура робочого середовища, температура навколишнього середовища, внутрішній тиск та сейсмічні навантаження. Під час проєктування таких посудин, зазвичай, використовують спрощені математичні моделі, у яких не враховуються як деякі навантаження, так і напрямок їх прикладання. Сьогодні для розроблення різноманітних машин та обладнання застосовують різні комп’ютерні програми, що дозволяють не тільки розробляти технічну документацію, а й програми, у яких проводиться імітаційне моделювання їх роботи. До таких програм належать Ansys, Catia, AutodeskInventor, SolidWorks. Зазвичай у цих програмах для розв’язання інженерних задач використовується метод скінченних елементів, який дозволяє розділити складну геометрію конструкції на простіші частини – скінченні елементи. Такі програми можуть мати навіть спеціальні модулі, які дозволяють проводити моделювання окремих видів виробів та враховують їх специфічні умови роботи. У цій статті наведено алгоритм імітаційного моделювання посудини, що працює під тиском, згідно якого проведено моделювання та отримано результати у програмі SolidWorksSimulation. Особливістю імітаційного моделювання посудин, що працюють під тиском є те, що спочатку необхідно провести їх дослідження за кожного окремо прикладеного навантаження. Потім, за допомогою модуля "Проєктування посудини, що працює під тиском" поєднуються результати моделювань, використовуючи лінійну комбінацію в алгебраїчній формі та отримуються величини еквівалентних напружень. Варто також зауважити, що для коректної роботи вищезгаданого модуля сітку скінченних елементів, на яку розбивається модель посудини необхідно копіювати з першого у всі наступні дослідження. У іншому випадку розрахунку у модулі "Проєктування посудини, що працює під тиском" не відбудеться.