Naslov
Proračun elastičnog modula za ispitivanje cjevovoda
(Stress analysis of elastic module for pipeline inspection)

Autori
Ferlin, Simon

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
05.03

Godina
2015

Stranica
67

Mentor
Jarak, Tomislav

Ključne riječi
modul za ispitivanje cjevovoda ; 3D printanje ; polimerni materijal ; velike deformacije ; nestlačivost
(pipeline inspection module ; 3D printing ; polymer ; large displacements ; incompressibility)

Sažetak
U ovom se radu rješava provjera čvrstoće i krutosti prijedloga konstrukcije modula za provjeru integriteta cjevovoda na kojem se nalaze ultrazvučne sonde. Proračuni su provedeni pomoću metode konačnih elemenata u programskom paketu Abagus. Predviđeno je da će se modul izraditi od dva različita polimerna materijala metodom 3D printanja. Vanjski plašt s utorima za sonde bit će izrađen od mekšeg i rastezljivijeg polimernog materijala, dok će ukrute biti od tvrđeg polimernog materijala. Kako bi se što bolje shvatila priroda problema, rad je podijeljen u šest cjelina. U prve dvije cjeline dana je najprije teorijska podloga za rješavanje zadatka. Zatim je opisana potrebna verifikacija konačnih elemenata, dok je na kraju provedena analiza naprezanja za prijedlog konstrukcije. Veliki problem koji se pojavio prilikom izrade ovog završnog rada je korištenje polimernog materijala. Polimerni materijali imaju izrazitu nelinearnu vezu naprezanje-deformacije i kod njih više nije moguće uzimati pretpostavke o malim deformacijama. Iz tog je razloga bilo potrebno uzimati relacije iz mehanike kontinuuma kojima se daju riješiti i problemi s velikim deformacijama. Također je uzeta u obzir nestlačivost polimernih materijala. Prije numeričke analize konstrukcijskog rješenja modula izvršena je verifikacija svih korištenih konačnih elemenata i numeričkih procedura na jednostavnom primjeru šuplje cijevi koja je opterećena vlačnom silom, momentom uvijanja i unutarnjim tlakom. Nakon toga je proveden detaljni proračun pomaka i naprezanja u modulu pri čemu je uzeta u obzir i koncentracija naprezanja na mjestima geometrijskih i materijalnih singulariteta koji se javljaju na mjestima spojeva plašta modula i unutrašnjih ukruta. Cilj ovog rada je izraditi valjani koncept numeričkog modela konačnih elemenata koji je prikladan za pouzdanu numeričku analizu ponašanja konačnih izvedbi konstrukcije modula s realnim materijalnim karakteristikama. Krajnji rezultat ovog rada ukazuje na to da je pomoću predloženog konstrukcijskog rješenja moguće postići željena promjena oblika plašta modula te da izrađeni numerički model može predstavljati vrijedni alat za daljnji razvoj modula i ostalih sličnih konstrukcija izrađenih metodom 3D printanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA