Исследование распределения напряжений, возникающих при нагружении, в сварных соединениях методом конечных элементов

Цель исследования.  Экстремальные условия работы элементов современных конструкций, сложность их формы и большие габариты делают исключительно трудным и дорогим осуществление натурного или полунатурного эксперимента, особенно, если речь идет об установлении предельных (разрушающих) нагрузок, поэтому при прочностных расчетах необходимо прибегать к численным методам, к которым относится и метод конечных элементов. Метод конечных элементов не ограничен ни формой конструкции, ни способом приложения нагрузки.Наиболее ответственной частью конструкции являются сварные соединения. Нередки случаи, когда разрушение конструкции происходило в области сварки. В связи этим данная работа посвящена исследованию напряжений, возникающих при нагружении, в сварных соединениях пневматического баллона.

Методы. В данной статье используется расчет методом конечных элементов сварных соединений пневматического баллона в программном комплексе APMFEM.

Результаты. Приведенные в статье результаты исследования показывают, что распределение напряжений в сварных соединениях отличается в различных разрезах и расположении в конструкции.

Заключение. Применение метода конечных элементов позволяет оценить распределение напряжений в сварном соединении в конкретном сечении, таким образом, позволяя подобрать необходимое конструк-тивное исполнение и рационально расположить сварное соединение.

1. Каплун А.Б.,Морозов Е. М, Олферьева М. А. ANSYS в руках инженера: практическое руководство. М.: Едиориал, 2003. 272 с.

2. Проектирование сварных конструкций в машиностроении / под ред. С. А. Куркина. М.: Машиностроение, 1975. 376с.

3. Алпеева Т. В.,Емельянов В. М., Котельников А. А. Роботизированная сварка многосортаментных трубчатых элементов: монография. Курск, 2011. 128 с.

4. Котельников А. А., Абышев К. И., Алпеева Е. В. Применение метода конечных элементов в расчётах сварных конструкций: монография. Курск, 2014, 125 с.

5. Родионова И. Н., Алпеева Е. В., Котельников А. А. Применение функциональ-но-стоимостного анализа для определения эффективности программ для расчёта сварных конструкций методом конечных элементов// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Экономика. Социология. Менеджмент. 2013. №4. С. 111-113.

6. Евсигнеева Н. А., Котельников А. А. Применение метода конечных элементов при расчёте сварной конструкции// Сварочное производство. 2018. №3. С. 45-48.

7. Абышев К. И., Котельников А. А. Применение метода конечных элементов при расчёте сварной конструкции // Сварочное производство. 2016. №2. С. 3-6.

8. Замрий А.А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трёхмерных конструкций в среде APMStructure 3D. М.,2006. 288 с.

9. Системы автоматизированного проектирования в сварке. Методические указания к выполнению практических работ/сост. М. А. Иванов. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. 145 с.

10. Бокарев Д. И. Основы систем автоматизированного проектирования в сварке. Воронеж, 2006. 264 с.

11. Программное обеспечение машинной графики/А. А. Котельников, А. Ю. Головенков, А. С. Натаров, В. Ю. Рюмшин. Курск, 2019. 232 с.

12. Котельников А. А., Абышев К. И., Алпеева Е. В. Компьютерное моделирова-ние в сварочном производстве // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия:Техника и технологии. 2012. №2, ч.1.С. 134-138.

13. Котельников А. А., Абышев К. И., Алпеева Е. В. Анализ кинематики сборочно-сварочных установок // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия:Техника и технологии. 2012. №2, ч. 3. С. 116-120.

14. Котельников А. А., Абышев К. И., Алпеева Е. В. Расчёт на прочность сварных конструкций методом конечных элементов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2013. №2.C. 36-40.

15. Котельников А. А., Алпеева Е. В. Применение метода конечных элементов при расчёте сварной двутавровой балки // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия:Техника и технологии. 2014. №1. С. 14-16.

16. Котельников А. А., Алпеева Е. В. Применение метода конечных элементов при выборе материала сварных конструкций // Сварочное производство. 2015. №2. С. 3-5.

17. Котельников А. А. Родионова И. Н., Алпеева Е. В. Применение функционально-стоимостного анализа для определения эффективности программ для расчёта сварных конструкций методом конечных элементов // Заготовительное производство в машиностроении. 2015. №2. С.45-47.

18. Натаров А. С., Котельников А. А. Метод конечных элементов при расчёте остаточных напряжений воздушных баллонов для железнодорожного транспорта // Технология машиностроения. 2019. №7. С. 24-28.

19. Abyshev K. I., Kotelnikov A. A. Calculation welded structures by the finiteelement method // Welding International. 2017.Vol. 31, no. 2.Р. 122-125.