Analizy wytrzymałościowe konstrukcji MES


Analizy wytrzymałościowe konstrukcji (analizy MES) polegają na przewidywaniu poziomu naprężeń oraz odkształceń układu w zależności od typu obciążeń, sposobu umocowania oraz parametrów materiałowych konstrukcji. Dzięki temu można przewidzieć, czy zaprojektowana konstrukcja cechuje się dostateczną wytrzymałością oraz, czy materiał, z którego jest skonstruowana, jest wykorzystany w sposób ekonomiczny.
Większość struktur, ze względu na swoją złożoność geometryczną, wymaga zastosowania metod komputerowych. Najpowszechniejszą metodą jest Metoda Elementów Skończonych (MES, ang. Finite Element Method, FEM), w której obiekt dzielony jest na wiele prostszych kawałków (elementów skończonych). Wzajemne oddziaływania mechaniczne tych elementów są celem naszych obliczeń i są wyznaczane w przybliżony sposób komputerowo.

Korzyści z analizy MES:

- możliwość określenia krytycznych punktów konstrukcji, w tym miejsc koncentracji naprężeń
- minimalizacja kosztu materiałów użytych do wykonania struktury
- optymalizacja kształtu konstrukcji w celu zmniejszenia wytężenia ustroju

Analizy MES, które oferuje QuickerSim:

- analizy statyczne liniowe
- analizy termiczne (naprężenia powstałe od przemieszczeń termicznych)
- analizy nieliniowe (duże deformacje, kontakt, plastyczność)
- analizy sprzężone z modelowanie ruchu płynów CFD (tzw. Fluid Structure Interaction, FSI)
- analizy optymalizacyjne
Oferujemy analizy jako niezależne usługi konsultingowe oraz jako część bardziej kompleksowych projektów.

 

USER STORY


W ramach kompleksowego projektu mikroturbiny gazowej dla Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych QuickerSim wykonał również szereg analiz wytrzymałościowych przewidujących poziom obciążeń wygenerowanych przez siły odśrodkowe w trakcie pracy turbiny.
Ze względu na ogromna prędkość obrotową (kilkadziesiąt tysięcy obr./min), naprężenia sięgały kilkuset megapaskali. Krytycznie wytężonym regionem (ze względu na koncentracje naprężeń) okazał się styk krawędzi spływu z pierścieniem wewnętrznym wieńca.
Rozwiązaniem tego problemu okazało się minimalne zaokrąglenie obszaru styku. Ze względu na nieduży rozmiar przestrzeni międzywieńcowej każda modyfikacja kształtu łopatek groziła pogorszeniem osiągów turbiny toteż zaokrąglenie musiało by tak małe, jak tylko możliwe. Tylko analiza MES była w stanie odpowiedzieć na pytanie, jaki jest minimalny konieczny rozmiar zaokrąglenia

 

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI

analizy mes

obliczenia mes
Rys. 1 Koncentracja naprężeń blisko połączenia krawędzi spływu łopatek z pierścieniem wewnętrznym wirnika turbiny

analizy mesfem analysis
Rys. 2 Podcięte i zaokrąglone połączenie łopatek z pierścieniem turbiny – widoki przednie i tylne