В настоящей работе в рамках обмена опытом между специалистами рассмотрен важный вопрос выбора форму конечных элементов для расчета методом конечных элементов в программном пакете нефтяных и газовых аппаратов, атомных аппаратов.
Форма конечного элемента определяется теорией, используемой для построения элемента и выполнения математического расчета.
Теория, применяемая для расчетов оболочек, выбирается по толщине оболочки и по результатам сравнения теорий между собой по физической и теоретической обоснованности.
Теориями расчета являются теория оболочек типа Кирхгофа-Лява или Тимошенко, теория упругости в виде осесимметричной или трехмерной задачи.
Реализация расчета обеспечивается математическим обеспечением для элементов определенной формы. В целом по стадиям алгоритм расчета методом МКЭ одинаков для плоских и трехмерных КЭ: дискретизация пространства и тд.
Знание теории и правильный выбор форму конечного элемента обеспечивают получение корректных результатов описания реального «поведения» оболочки аппаратов.
Работа предназначена для специалистов, занимающихся расчетами нефтяного и газового статического оборудования, атомных сосудов, конструкторам аппаратов, инженерам-«монтажникам» трубопроводов, конструкторам КМ резервуаров.
Влияние теории на реализацию МКЭ
В настоящее время конструкции оболочек корпусов строительных конструкций и машиностроительных изделий рассчитываются на прочность методом конечных элементов (МКЭ) в специальных программных пакетах таких как ANSYS.
В расчетных программах перед построением конечно-элементной сетки выбирается форма конечных элементов (КЭ).
Выбор формы КЭ является сложной теоретической задачей и определяет корректность результатов расчета.
В программах заложен определенный набор форм КЭ, из которых приходится выбирать. Авторы, например, Клочков Ю.В. [1] приводят специальные формы КЭ, однако на практике используются те, которые доступны в программном пакете.
Для выбора КЭ и выполнения расчета требуется хорошее знание теории упругости, теории пластичности, теории оболочек, математических основ метода конечных элементов.
