Kiedy MES, a kiedy wzory normowe?
Większość typowych zbiorników i konstrukcji projektujemy w oparciu o reguły zawarte w normach (EN 13445, ASME VIII Div. 1, Eurokod 3). Sięgamy po MES wtedy, gdy:
- geometria wykracza poza zakres zastosowania wzorów normowych,
- występują skupiska naprężeń, których wzory nie obejmują (otwory blisko siebie, zbieżne dna),
- norma tego wymaga (ASME VIII Div. 2 — Design by Analysis, EN 13445 Annex C),
- klient chce zoptymalizować konstrukcję i zmniejszyć masę / koszt.
Typowe analizy
- Statyczna analiza naprężeń (linear elastic)
- Analiza nieliniowa (plastyczność materiału, kontakt, duże przemieszczenia)
- Analiza zmęczeniowa (high-cycle, low-cycle) — wg ASME VIII Div. 2 Part 5 / EN 13445-3 Annex C
- Analiza wyboczeniowa (linear buckling, nonlinear buckling)
- Analiza modalna i dynamiczna
- Analiza termiczna i sprzężona termo-mechaniczna
Klasyfikacja naprężeń
Wyniki MES dla aparatów ciśnieniowych raportujemy z podziałem na kategorie naprężeń
zgodnie z normą (Pm, Pl, Pb, Q, F) i porównujemy z dopuszczalnymi wartościami
Sm, 1.5·Sm, 3·Sm, Sa wg zasad
wybranej normy referencyjnej.
Co dostajesz w pakiecie
- Raport z opisem modelu (materiał, geometria, siatka, warunki brzegowe, obciążenia)
- Wyniki w formie map naprężeń, przemieszczeń i odkształceń
- Klasyfikację naprężeń i porównanie z dopuszczalnymi (dla aparatów ciśnieniowych)
- Wnioski projektowe i ewentualne rekomendacje zmian
- Plik źródłowy modelu (opcjonalnie, na życzenie)
Najczęściej zadawane pytania
Szybkie odpowiedzi na najczęstsze pytania klientów. Coś jeszcze niejasne? Napisz albo zadzwoń.
Kiedy stosować analizę MES zamiast obliczeń analitycznych z norm?
Analizę metodą elementów skończonych (MES / FEM) stosujemy, gdy obliczenia analityczne z normy nie obejmują danego przypadku lub dają wynik zbyt konserwatywny. Typowe sytuacje: nietypowa geometria (zbiorniki niesymetryczne, przejścia średnic, podpory w nietypowych miejscach), silnie obciążone węzły rurociągowe, analiza karbu wokół króćca, obliczenia zmęczeniowe pod obciążeniem cyklicznym, analiza utraty stateczności płaszczowych elementów cienkościennych.
MES bywa też wymagany przez jednostkę notyfikowaną — szczególnie dla urządzeń kategorii III i IV wg PED, gdy klient chce wykorzystać metodę Design by Analysis wg EN 13445-3 Annex B (zamiast Design by Formula).
Jakim oprogramowaniem wykonujecie obliczenia MES?
Analizy MES wykonujemy w Autodesk Inventor Nastran — komercyjnym solverze zintegrowanym ze środowiskiem Inventor. Obsługuje analizy statyczne, dynamiczne, liniowe i nieliniowe, w tym analizy zmęczeniowe, drgania własne, kontakt oraz nieliniowość materiałową.
Modele i raporty dostarczamy w formacie, w którym klient lub jego konsultant techniczny może je niezależnie zrewidować. Jednostki notyfikowane akceptują wyniki z Inventor Nastran, ponieważ jest to uznany solver bazujący na sprawdzonym silniku Nastran.
Czy wynik analizy MES jest akceptowany przez jednostki notyfikowane?
Tak — pod warunkiem, że analiza jest wykonana zgodnie z metodyką uznawaną przez normy. Dla zbiorników ciśnieniowych jest to EN 13445-3 Annex B (Design by Analysis - Direct Route) lub EN 13445-3 Annex C (Stress Categorization). Dla konstrukcji stalowych — odpowiednie zapisy w Eurokodzie 3 oraz wytyczne BSI / DNV / NORSOK.
Raport MES musi zawierać: opis modelu (siatka, typ elementów, warunki brzegowe, obciążenia), kalibrację i weryfikację modelu (test zbieżności siatki, porównanie z rozwiązaniem analitycznym lub eksperymentem), klasyfikację naprężeń (membranowe, gięcia, lokalne pikowe), porównanie z dopuszczalnymi wartościami z normy oraz wniosek. Tak przygotowane raporty są standardowo akceptowane przez TÜV, UDT, DNV i inne jednostki notyfikowane.