Штуцер-МКЭ - первая специализированная отечественная программа для расчета прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом) с помощью метода конечных элементов (МКЭ).
При определении прочности и жесткости узла врезки МКЭ получил широкое распространение. Созданная программа, в отличие от универсальных конечно-элементных программ, не требует специальной подготовки пользователя и значительных временных затрат. Создание конечно-элементной разбивки и оценка полученных результатов напряженно-деформированного состояния (НДС) зоны врезки производится автоматически.
Расчет НДС выполняется как для радиальных, так и для косых врезок в цилиндрические и конические обечайки, а также эллиптические, сферические и плоские днища. Расчет с помощью МКЭ позволяет значительно расширить область применения и точность решения задачи.
Расчеты проводятся согласно стандарту ассоциации «Ростехэкспертиза» СА 03-003-07 (16 глава).
Допускаемый уровень напряжений определяется согласно «Нормам расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок». (ПНАЭ Г-7-002-86 ГОСАТОМЭНЕРГОНАДЗОР СССР 1989).
Точность расчетов на прочность сосудов, аппаратов и трубопроводов в месте соединения в значительной степени определяется учетом жесткости (податливости) врезки. Как правило, при расчетах на прочность трубопроводных систем соединение трубопровода и сосуда (аппарата) заменяется мертвой опорой, что приводит к получению завышенных усилий и напряжений в узле соединения.
Дана возможность оценки прочности и устойчивости как элемента, в который врезается штуцер, так и расчет укрепления отверстия под действием только давления по нормативным документам ГОСТ 14249-89 и ГОСТ 24755-89, соответственно.
Программа рекомендуется для использования при проектировании и проведении поверочных расчетов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.
Модель программы «Штуцер-МКЭ» может быть создана и передана из программы «ПАССАТ».
Специально для программы Старт-Проф разработан модуль «Старт-Штуцер-МКЭ» для расчета врезок (тройников и штуцеров), который вызывается непосредственно из программы «Старт».
Цилиндрические обечайки:
Конические обечайки:
Днища:
Специальные типы оболочек:
Анализ методом конечных элементов (МКЭ) проводит оценки прочности согласно нормативным документам:
Кроме расчета по МКЭ в программе имеется возможность расчета жесткости и напряженного состояния узлов врезки штуцеров с использованием зависимости безразмерных относительных параметров перемещений и напряжений от геометрических характеристик элементов врезки в соответствии с распространенными методиками, описанными в WRC 537.
Штуцер-МКЭ дополнительно позволяет проводить расчеты элементов сосудов и врезок по методикам, описанным в следующих документах:
Программный комплекс Штуцер-МКЭ позволяет учитывать температурные деформации материалов компонент, из которых состоит сосуд или аппарат. Это позволяет учесть расширение (деформации) материалов компонент под действием температуры,а также дополнительные напряжения, возникающие при стесненных температурных деформациях (разные коэффициенты линейного расширения, разные температуры и т.п.)