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.
Фланцевое соединение трубопровода высокого давления
Оценка контактного прижатия зеркала фланцев и герметичности стыка при внутреннем давлении 16 МПа, осевой силе 50 кН и сдвиге 35 кН.
Фланцевые соединения промысловых нефтегазопроводов работают под воздействием высокого внутреннего давления, осевых температурных напряжений и поперечных сдвиговых нагрузок. Раскрытие стыка уплотнительных поверхностей фланцев ведёт к разгерметизации, утечке углеводородов и аварийной остановке магистрали (стандарты ASME B16.5 и ГОСТ 33259). Расчётная модель верифицирует непрерывность контактного давления на привалочных поверхностях фланцев, напряжения в зоне переходного конуса и общую жёсткость узла при давлении 16 МПа, осевой силе 50 кН и сдвиге 35 кН.
1. Геометрия и конечные элементы
- •2 ответных воротниковых фланца: кованая углеродистая сталь ASTM A105 / Сталь 20 (E = 200 ГПа, ν = 0,29, предел текучести 250 МПа) и аустенитная нержавеющая сталь ASTM A182 F316 / 08Х17Н13М2 (E = 193 ГПа, ν = 0,30, предел текучести 205 МПа).
- •Геометрия: условный проход Ду 150 с 8 отверстиями под шпильки М24 и уплотнительным зеркалом исполнения с соединительным выступом (класс давления Ру 100 / Class 600).
- •Тетраэдральная сетка: 149 360 элементов, 32 907 узлов и 98 721 степень свободы.
- •Штрафная контактная пара по кольцевой привалочной поверхности зеркала фланцев, предотвращающая взаимопроникновение и передающая сдвиг.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Жёсткая заделка концевого трубного торца первого фланца (ASTM A105).
- •Внутреннее гидростатическое давление 16,0 МПа на цилиндрических стенках проходного канала обоих патрубков.
- •Осевая растягивающая сила 50,0 кН и поперечное перерезывающее усилие 35,0 кН на противоположном торце трубного патрубка (ASTM A182 F316).
- •Эквивалентная предварительная затяжка шпилек, приложенная по кольцевым опорным площадкам 8 отверстий под крепёж.
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Пиковое эквивалентное напряжение по Мизесу σ_vm = 139,5 МПа в галтели перехода от воротника фланца к трубной части.
- ✓Сохранение остаточного контактного сжатия на более чем 85% площади зеркала фланца, что гарантирует надёжную герметизацию стыка.
- ✓Максимальное суммарное перемещение |u| = 0,148 мм на торце нагруженного патрубка.
- ✓Невязка глобального силового баланса 0,17%, время решения 0,46 с.
WebCAE рассчитывает контактное взаимодействие во фланцевых узлах прямо в браузере быстрее чем за полсекунды. Инженеры-трубопроводчики мгновенно проверяют герметичность стыка, усилие затяжки шпилек и запас прочности конического воротника без ожидания очереди на расчётных серверах.
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
Корпус устьевой задвижки API 6A (5000 psi)
Устьевая катушка с боковыми отводами API 6A
Буровая вышка 53 м на подвышечном основании
