Григоров Игорь Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроительных технологий и оборудования,
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040.
Igor Yu. Grigorov, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Mechanical Engineering Technologies and Equipment Department,
50 Let Oktyabrya str., 94, Kursk 305040 .
Целью исследования является выявление зон наибольших напряжений при действии внутреннего статического давления, оценка предельных состояний конструкции, а также проверка соответствия её прочностным критериям.
Методы. В данной статье используется расчет методом конечных элементов сварной конструкции промышленного счетчика газа в программном комплексе APM FEM для КОМПАС-3D v23.0.0.8. Конструкция моделировалась в программе КОМПАС V23, сварные швы конструкции по ГОСТ 16037-80-С17-ЗП и ГОСТ 1603780-У19-ЗП смоделированы с помощью приложения «Неразъемные соединения». В местах расположений сварных швов было применено преобразование швов в тело, для учета их при генерации сетки конечных элементов.
Результаты. На основании проведённого анализа можно утверждать, что конструкция обладает высоким запасом прочности и жёсткости в условиях как нормативных, так и критических нагрузок. Допустимые значения перемещений и коэффициентов запаса подтверждают её надёжность и работоспособность в реальных условиях эксплуатации, включая испытательные режимы. Таким образом, конструкция может быть рекомендована к изготовлению без необходимости внесения изменений в её геометрию или методику сварки.
Заключение. Проведённый численный прочностной анализ сварной конструкции корпуса промышленного газового счётчика с использованием программного комплекса APM FEM показал, что при всех уровнях нагружения, включая испытательное давление до 30 Н/мм², конструкция сохраняет прочностную и геометрическую устойчивость. Полученные значения эквивалентных напряжений и коэффициентов запаса соответствуют требованиям нормативных документов, включая ГОСТ 34233.1–2017. Локальные перемещения конструкции не превышают допустимых значений, что свидетельствует о высокой жёсткости и отсутствии рисков пластической деформации при эксплуатации.
Purpose.of reseach is to identify zones of greatest stress under the action of internal static pressure, assess the limit states of the structure, and check its compliance with strength criteria.
Methods. This article uses the finite element calculation of a welded structure of an industrial gas meter in the APM FEM software package for KOMPAS-3D v23.0.0.8. The structure was modeled in the KOMPAS V23 program, the welds of the structure according to GOST 16037-80-C17-ZP and GOST 16037-80-U19-ZP were modeled using the "Permanent Joints" application. In places where welds are located, the transformation of welds into a body was applied to take them into account when generating a finite element mesh.
Results. Based on the analysis, it can be stated that the structure has a high margin of safety and rigidity under both standard and forced loads. The permissible values of displacements and safety factors confirm its reliability and operability under real operating conditions, including test modes. Thus, the structure can be recommended for manufacturing and subsequent testing without the need to make changes to its geometry or welding method.
Conclusion. The numerical strength analysis of the welded structure of an industrial gas meter housing, performed using the APM FEM module for KOMPAS-3D, confirmed the structural integrity under all pressure conditions, including test pressure up to 30 N/mm². The obtained von Mises stress values and safety factors meet the requirements of applicable regulatory standards, including GOST 34233.1–2017 and PB 03-576–03. The total displacements remain within acceptable limits, indicating high stiffness and the absence of plastic deformation risks during operation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.