Расчет прочности трапа-сходни в Ansys Mechanical

О проекте

  • Расчет прочности трапа-сходни в Ansys Mechanical
  • ОАО Промышленная группа «Новик»
  • Судостроение

Расчет прочности трапа-сходни в Ansys Mechanical

ОАО Промышленная группа «Новик» – предприятие по сервисному обслуживанию, ремонту и восстановлению технической готовности главных и вспомогательных механизмов, систем и трубопроводов надводных кораблей, подводных лодок Военно-Морского Флота Российской Федерации, судов и плавсредств с классом Российского Речного Регистра и Российского морского регистра судоходства, а также объектов подведомственных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзору).

В 2013 г. по заказу ОАО ПГ «Новик» специалисты компании «МЦД» выполнили численное моделирование напряженно-деформированного состояния трапа-сходни, предназначенного для посадки-высадки пассажиров и экипажа.
Судовые трапы предназначены для безопасного входа и выхода людей с судна на причал, а также для доступа экипажа в рабочие помещения, которые расположены на палубах и надстройках разного уровня. Поскольку в процессе эксплуатации трап должен выдерживать определенные нагрузки, процесс проектирования должен включать в себя расчет нагрузок, выдерживаемых проектируемой конструкцией.

Целью работы в рамках данного проекта было определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкции трапа под действием рабочих и испытательных нагрузок. Были выделены два основных конструктивных элемента: платформа и стойка ограждения.

Определение напряженно-деформированного состояния выполнялось посредством численного моделирования методом конечных элементов с помощью программного комплекса Ansys Mechanical.

В ходе работы был выполнен статический анализ конструктивных элементов под нагрузками, определяемыми в соответствии с техническим заданием. Определены перемещения и эквивалентные напряжения по Мизесу, выполнено их сравнение с допускаемыми.

Конечно-элементная модель строилась на основе предоставленных чертежей.

Рисунок 1. Конечно-элементная модель
Рисунок 1. Конечно-элементная модель

Расчет платформы

В ходе расчетов было установлено, что имеющиеся в модели напряжения сконцентрированы вблизи креплений, также рассчитаны напряжения в основной части модели, в частности в середине тетивы. Установлено, что наиболее нагруженными участками являются верхние полки швеллера тетивы, а также швеллер крепления.

Рассчитан максимальный прогиб платформы под испытательной нагрузкой.

Рисунок 2. Эквивалентные напряжения по Мизесу при рабочей нагрузке
Рисунок 2. Эквивалентные напряжения по Мизесу при рабочей нагрузке

Расчет стойки

Геометрия стойки представлена двумя телами: деталь крепления стойки к трапу и труба стойки.

Стойка закреплена на оси, вокруг которой она вращается при переходе из транспортировочного положения в рабочее. Фиксация в рабочем положении происходит посредством штифта. Таким образом, в рабочем положении стойка фиксируется на двух цапфах.

Выполнив построение эпюры эквивалентных напряжений по Мизесу, инженеры «МЦД» рассчитали максимальные напряжения в трубе и определили, что они не превышают допускаемые напряжения.

Было установлено, что максимальные напряжения в модели возникают в детали крепления вблизи оси вращения стойки. Поскольку на креплении имеет место концентрация напряжений, то была выполнена адаптация сетки в области высоких градиентов напряжений.

Были рассчитаны максимальные напряжения после адаптации сетки. Замечено, что область высоких напряжений сильно локализована. С учетом предела текучести материала был сделан вывод о том, что после испытаний и в процессе эксплуатации при заданных нагрузках остаточных деформаций возникать не будет.

Рисунок 3. Результат адаптации сетки
Рисунок 3. Результат адаптации сетки

Результаты

В результате исследования, выполненного с помощью программного комплекса Ansys Mechanical, было реализовано численное моделирование напряженно-деформированного состояния трапа-сходни под рабочими и испытательными нагрузками, а также проведено их сравнение с допускаемыми.

В результате моделирования выявлено, что прогибы в конструкции и механические напряжения при рабочих и испытательных нагрузках не превышают допускаемые.

Есть подобная задача? Звони!

Позвоните нам

+7 (495) 644-06-08

Напишите нам

info@digitaltwin.ru

Часы работы

Пн-Пт 9:00 – 18:00

Другие проекты по теме

Отправить сообщение

    Свяжитесь с нами

    Позвоните нам

    +7 (495) 644-06-08

    Напишите нам

    info@digitaltwin.ru

    Часы работы

    Пн-Пт 9:00 – 18:00