Вопрос:

1. Опишите подробно ход вибрационного расчета

2. Выдача задания на измерения вибрационных характеристик.

3. Как анализировать и использовать полученные результаты

4. Почему допускаемые напряжения при r = -1 самые высокие, в то время как самые опасные вибрации при симметричном цикле.

5. Так ли мы понимаем, что максимальное относительное напряжение при симметричном цикле (r = -1), умноженное на коэффициент пропорциональности, приравнивается вычисленному по формуле 5.25 (первая формула, 2-ое слагаемое) норм ПНАЭ Г-7-002-86. Отсюда вычисляем коэффициент пропорциональности, и он один для всех сечений трубопровода (в «Руководстве по обоснованию прочности трубопроводов АЭС» n.4.10.5.5 коэффициент пропорциональности имеет два индекса — индекс формы и индекс сечения). Внутренние усилия и перемещения умножаются на этот же коэффициент?

Ответ:

1. Как вы знаете, в АСТРА-НОВА предусмотрено выполнение 3-х типов (видов) расчетов на вибропрочность:

1) отстройка от резонансов (АСТРА-ФОРМ, частоты собственных колебаний и вынуждающих сил отличаются более чем на 30%);

2) определение допускаемых уровней виброперемещений по выбранным собственным формам колебаний;

3) расчет установившихся вынужденных колебаний при заданных полигармонических нагрузках.

Если сосредоточиться здесь и далее только на расчете 2), как на наиболее практически реализуемом, то «ход» его весьма прост: для каждой выбранной пользователем собственной формы определяются перемещения, обеспечивающие предельный уровень напряжений для наиболее напряженного элемента (сечения) системы при коэффициенте асимметрии цикла, заданном первым (например, r = -1).

2. Для представительных точек (сечений) системы, приуроченных к «пучностям» вибрационно значимых собственных форм колебаний, требуется экспериментально (натурно) замерить амплитудно-частотные характеристики перемещений.

3. Экспресс-анализ полученных расчетных и экспериментальных результатов сводится к сопоставлению расчетных и измеренных вибропемещений. Если при известном (для конкретного сечения) коэффициенте асимметрии уровень измеренных виброперемещений для значимой частоты меньше расчетного (допускаемого), а собственные и вынужденные частоты расположены неплотно, то все OK.

4. Это как раз понятно: симметричный цикл вибронапряжений (r = -1) означает, что они происходят при отсутствии статического фона напряжений и могут достигать больших значений (для обеспечения равной долговечности), чем вибронапряжения, накладываемые на некий статический фон.

5. Да

Вопрос:

Мы приложили вибронагрузку, состоящую из двух частот и действующую на модель с силой около 100 кг. В результатах расчета, нагрузки на опорные конструкции равны 1.5 и 2.5 кг. Почему получились такие маленькие нагрузки?

Ответ:

Основных причин столь малых вибрационных нагрузок на опорные конструкции – две.

1. При расчете вибрационных нагрузок необходимо учитывать значительно большее число собственных форм колебаний (в Вашем проекте учитывается только 5). Число собственных форм и частот необходимо заказывать при расчете на собственные частоты и формы колебаний (меню Расчет — пункт Собственные частоты и формы колебаний — закладка Параметры расчета — поле Число определяемых форм колебаний). Названное поле лучше оставлять пустым, а в полях справа, где указываются нижняя и верхняя границы диапазона, заказать весь значимый диапазон частот. Например, для сейсмических расчетов это диапазон 0-33 Гц, а для вибрационных 0-100 Гц. Только значимое количество собственных частот и форм позволяет определить квазистатические реакции на опоры в случае, когда низшие собственные частоты выше, чем частоты заданного вибрационного воздействия.

2. Одно из сечений, в котором задано вибрационное воздействие, расположено очень близко к опоре, и, следовательно, все перемещения в этом сечении при собственных формах колебаний равны (или очень близки) к нулю. Вследствие этого реакция на близлежащей опоре также мала.

При расчете частот на диапазон 0-100 Гц результаты по нагрузкам на опоры при вибрационном расчете выглядят более реально.

Есть также и более общее теоретическое соображение: если частоты вынужденных колебаний существенно меньше первой (низшей) собственной частоты (а в Вашем случае это именно так – высшая заданная частота порядка 3 Гц, а низшая собственная – около 6 Гц), то считать на вибрационные и динамические воздействия особого смысла нет, т.к. реакция должна быть как при статическом приложении соответствующих нагрузок.