Naslov
Numerički proračun čvrstoće horizontalnog tlačnog spremnika za plin
(Numerical stress analysis of horizontal gas pressure tank)

Autori
Grabar, Igor

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

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
22.09

Godina
2016

Stranica
63

Mentor
Jarak, Tomislav

Ključne riječi
Abaqus, metoda konačnih elemenata, tlačni spremnik, podmodeliranje, shell to solid coupling
(Abaqus, Finite Element Method, pressure tank, submodeling, shell to solid coupling)

Sažetak
Tlačni spremnici su zatvoreni kontejneri koji su korišteni za skladištenje plinova ili kapljevina pod tlakom koji se bitno razlikuje od okolišnog. Danas predstavljaju jedan od najbitnijih oblika skladištene energije. Zbog visokih tlakova unutar spremnika imamo vrlo visoke kriterije sigurnosti čvrstoće i krutosti samih konstrukcija. Prije proračuna samog tlačnog spremnika objašnjene su numeričke metode koje se koristite kod analize. Osim toga ukratko su opisani korišteni konačni elementi kod verifikacijskih primjera i samog proračuna spremnika. Nakon toga opisana je tehnika podmodeliranja koju koristimo pri detaljnijoj analizi lokalnih dijelova konstrukcije. Kod prvog verifikacijskog primjera uspoređuju se trokutni i četverokutni ljuskasti elementi prvog i drugog stupnja proučavajući pri tome konvergenciju njihovih rješenja prema prije izračunatom analitičkom rješenju za pravokutnu ploču opterećenu površinskim tlakom. Kod drugog verifikacijskog zadatka uspoređujemo analitičko rješenje za spremnik vode s rješenjima koja su dobivena numeričkim proračunom i to korištenjem ljuskastih elemenata, 3D elemenata te podmodeliranja. Treći verifikacijski primjer sastoji se od analize tlačne posude pri čemu analitičko rješenje uspoređujemo s rješenjima dobivenim korištenjem ljuskastih elemenata i podmodeliranja. Proračun horizontalnog spremnika započinjemo analitičkim određivanjem potrebne debljine stjenke. Korištenjem ljuskastih četverokutnih elemenata drugoga reda izrađujemo model spremnika pomoću kojega provjeravamo ranije izračunatu debljinu stjenke. Ta se debljina po potrebi mijenja. Osim debljine same stjenke mijenjamo i ostale dimenzije spremnika kako bi dobili konstrukciju zadovoljavajuće čvrstoće. Nakon toga na kritična mjesta postavljamo ukrute i tehnikom podmodeliranja provjeravamo njihovu čvrstoću te čvrstoću područja oko njih. Nakon toga, zadajemo dimenzije oslonaca koje provjeravamo i prema potrebi mijenjamo dok ne zadovoljimo čvrstoću istih pritom koristeći heksagonalne prizmatične elemente drugoga stupnja. Konačno, korištenjem tehnike spajanja ljuskastih i 3D elemenata („Shell to solid coupling“) provjeravamo čvrstoću priključka spremnika i samog spremnika. Svi numerički postupci su iterativni i ponavljaju se dok se ne dobiju dimenzije koje zadovoljavaju čvrstoću.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA