Краткие теоретические сведения. В данной работе исследуется напряженно деформируемое состояние модели цистерны, созданной из плоских конечных элементов

В данной работе исследуется напряженно деформируемое состояние модели цистерны, созданной из плоских конечных элементов, методом конечных элементов при нагружениях типа «давление» и «дистанционные нагрузки/масса».

Твердотельная модель цистерны представлена на рис. 1. Там же показаны уравнения, управляющие размерами модели.

Рис. 1. Твердотельная модель цистерны с размерами

Так как котел цистерны – симметричная деталь, то для исследования ее прочности при статическом нагружении достаточно только части котла, например его половины. К грани котла, образованной секущей плоскостью, разделившей котел надвое, должно быть приложено зафиксированное крепление. Вид зафиксированного крепления грани котла цистерны показан на рис. 2.

Рис. 2. Задание фиксированного крепления грани разреза котла на виде «спереди»

Опора нижней части котла цистерны имитируется креплением, типа «ролик/ползун», приложенном к наружной поверхности цилиндрической части котла. Крепление вида «ролик/ползун» показано на рис. 3.

Рис. 3. Задание крепления типа «ролик/ползун» на виде «сзади»

В данном исследовании предполагается приложение давления к внутренней поверхности цистерны (цистерна – закрыта, поэтому загрузочные и разгрузочные люки отсутствуют), а также дистанционной нагрузки, приложенной также к внутренней поверхности цистерны из геометрического центра внутреннего объема цистерны, и имитирующей вес груза, а также силу инерции при торможении. На рис. 4 показан процесс приложения дистанционной нагрузки к модели.

Рис. 4. Задание дистанционной нагрузки, состоящей из вертикальной силы по оси Y, имитирующей вес груза 60 тс, и силы, направленной по оси Х, имитирующей силу инерции массы груза при ускорении цистерны 3g

На рис. 5 показано задание граней для приложения давления от испарившегося жидкого груза.

Рис. 5. Приложение давления от испарившегося жидкого груза (сжиженный пропан) к внутренним граням котла

Рис. 6. Процесс задания параметров сетки конечных элементов

На рис. 6 показан процесс установления параметров сетки конечных элементов.

После запуска решения и получения результатов можно добавить в результаты эпюру коэффициента запаса прочности.