Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Упругопластический расчёт фланцевого патрубка высокого давления с кольцевой выточкой (история по шагам)
Твердотельный 3D B-Rep фланцевый патрубок сосуда высокого давления с наружной кольцевой выточкой-концентратором: многошаговый нелинейный расчёт с упругопластичностью Мизеса (J₂) и линейным изотропным упрочнением.
Фланцевые патрубки сосудов высокого давления и переходы трубопроводов при гидроиспытаниях и рабочих перегрузках работают в упругопластической области: в зоне галтелей и выточек напряжения достигают предела текучести, происходит перераспределение усилий и накопление пластической деформации. В данном кейсе 3D B-Rep модель фланцевого патрубка (`notched_nozzle.step`, фланец Ø100 мм, шейка Ø60 мм, проходное отверстие Ø30 мм, кольцевая выточка r = 5 мм, высота 90 мм) из корпусной стали (E = 200 ГПа, σ_y = 280 МПа, модуль упрочнения H = 2,5 ГПа) нагружается за 6 шагов растягивающим усилием 220 МПа с ограничением напряжений на уровне σ_vm = 283,11 МПа и накоплением ε_p = 0,455%.
1. Геометрия и конечные элементы
- •Твердотельная 3D B-Rep модель (`notched_nozzle.step`, 8 граней CAD, объём 184,57 см³, фланец Ø100 мм, шейка Ø60 мм, отверстие Ø30 мм).
- •Сетка: 6 192 тетраэдра TET4, 1 890 узлов (5 670 степеней свободы).
- •Упругопластическая сталь (J₂): E = 200 ГПа, ν = 0,30, предел текучести σ_y = 280 МПа, модуль упрочнения H = 2,5 ГПа.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Нижний опорный торец фланца жёстко закреплён (`fix surface number 19`).
- •Верхний торец патрубка (`surface number 26`) нагружен осевым растяжением p = −220 МПа за 6 нелинейных шагов (`nlgeom set on=on steps=6`).
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓На шагах 1–2 патрубок работает упруго, а на шагах 3–6 в корне кольцевой выточки развивается пластическая зона, охватывающая 1 336 из 6 192 элементов (21,6%) при полной нагрузке.
- ✓Напряжение по Мизесу ограничивается кривой упрочнения на уровне σ_vm = 283,11 МПа (вместо фиктивных >380 МПа в линейно-упругом расчёте).
- ✓Максимальная эквивалентная пластическая деформация достигает ε_p = 4,55 × 10⁻³ (0,455%) при удлинении патрубка |u|_max = 0,1215 мм.
Нативный упругопластический решатель WebCAE с возвратным маппингом Мизеса и пошаговой историей позволяет выполнять оценку предельной нагрузки и пластических деформаций сосудов давления по ГОСТ 34233 / ASME VIII Div. 2.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Шаровой кран высокого давления на цапфах API 6D в разрезе (8 тел)
Фланцевое соединение трубопровода высокого давления
Внутренняя гидродинамика прикрытой шиберной задвижки API 6A: струя и перепад давления (CFD)
