ГОСТ 33005—2014
Некоторые из этих напряжений, как. например, общее основное мембранное напряжение, могут быть точно
определены расчетным методом, но большинство не могут быть вычислены из-за комплексной геометрии и
нагрузки соединения райзера. Поэтому необходимо, чтобы напряжения в каждом соединении вычислялись анали зом
— методом конечных элементов согласно 4.3.
В случаях нагрузки, при которой соединение должно подвергаться анализу в зависимости от того, подвергну
то ли соединение предварительной нагрузке или нет, и считаются ли напряжения при предварительной нагрузке
основными илидополнительными.
Если соединение не подвергается предварительной нагрузке, то следует анализировать только один случай
нагрузки: расчетное осевое растяжение (расчетная нагрузка соединения).
Если соединение подвергается предварительной нагрузке, то соединение должно анализироваться для
трех случаев нагрузки:
- расчетная предварительная нагрузка;
- расчетная предварительная нагрузка плюс расчетное осевое растяжение;
- только расчетное осевое растяжение.
Классификация напряжений, вызванных предварительной нагрузкой, такой как основная или дополнитель
ная, зависит от функции соединения и не зависит от перенапряжения соединения. Если напряжения при предва
рительной нагрузке классифицируются как дополнительные, то допускается, что они могут быть в 2 раза больше
предела текучести. Это может привести в результате к большим остаточным деформациям, но не к разрушению
конструкции.
Некоторые конструкции соединений могут допускать большие остаточные деформации, не подвергая риску
их способность к безопасному функционированию, тогда как другие конструкции соединений не будут функциони
ровать после больших остаточныхдеформаций. Герметичность является примером функционального требования к
конструкции, на которую часто воздействует большая остаточная деформация.
Если напряжения при предварительной нагрузке считаются дополнительными, то проектировщику следует
указать, что остаточные деформации, вызванные предварительной нагрузкой, не будут причиной потери любой
требуемой функциональной возможности соединения.
Как правило, соединения райзера представляют линейное и билинейное соотношение между нагрузкой и
напряжением. Для таких соединений напряжения при нагрузках, кроме нагрузки при анализе, могут вычисляться с
использованием правил линейной интерполяции и экстраполяции. Для соединений с нелинейным соотношени ем
между нагрузкой и напряжением линейная интерполяция и экстраполяция не могут использоваться. Данные
соединения должны анализироваться для нескольких значений нагрузки и следует разработать графики нагрузки
относительно напряжения. Расчетная нагрузка соединения должна определяться по данным кривым.
В.4 Допустимое напряжение
8.4.1 Общие положения
Допустимые напряжения представлены для отдельной категории напряжений и для сочетаний категорий
напряжений и являются функциями предела текучести материала (пу). Ниже приведены допустимые напряжения,
которые должны быть в соединениях райзера для всех соединительных элементов, за исключением болтов:
* °-667<V
°im* °
р
ь
+*
2
яу:
osh 5 0.4 <у
«ь* V
Для болтов на основном пути нагружения изготовителю следует установитьдопустимые уровни напряжения
для мембранных напряжений и напряжений при изгибе в болтах.
Напряжение болта, чистые касательные напряжения и напряжения смятия сравниваются с их соответствую
щими допустимыми пределами. Обработка данных конечных элементов не требуется.
Другие напряжения должны быть линейными, разделяясь на мембранные компоненты и компоненты изгиба,
классифицироваться и преобразовываться в эквивалентные напряжения Мизеса, прежде чем они будут сравни
ваться с допустимыми напряжениями. Данная процедура подробно представлена в В.4.2.
В.4.2 Методы
Рассматриваютсяшесть компонентов напряжения полюбойсекции: три нормальных компонента итри компо
нента касательного напряжения при сдвиге.
Л
инеаризовать каждый из существенных компонентов напряжения и разделить их на компоненты мембран
ного и напряжения при изгибе.
Это представлено на рисунке В.1. где изображено осевое напряжение поперечной стенки соединения райзе
ра в секции, где есть изменения толщины стенки. Нагрузка на соединение является осевым растяжением. Сплош
ная линия показывает распределение напряжения, зарегистрированное моделью анализа методом конечных
элементов, тогда какпунктирные линии показываютлинейное распределение напряжения. Компонент мембранно
го напряжения является средним значением линейного распределения напряжения, и компонент напряжения при
изгибе является разницей междунаибольшим передним значением линейного распределения напряжения.
18