Međusobni uticaj priključaka na stanje napona i deformacija na cilindričnom omotaču posude pod pritiskom

Abstract

Većina istraživača koja se bavi problematikom određivanja i merenja napona i deformacija na posudama pod pritiskom, fokusirala se na analizu uticaja jednog priključka na napone i deformacije na posudi. Dosadašnja istraživanja su se oslanjala na analitičke proračune bazirane na teoriji ljuske, numeričke proračune i konvencionalne eksperimentalne metode. Najčešće korišćena konvencionalna metoda je metoda mernih traka. Ograničenja ove metode se ogledaju u lokalnom merenju napona i deformacija, i dobijanju vrednosti izmerene veličine u samo jednoj tački. U okviru ove disertacije sprovedena su eksperimentalna istraživanja, sa ciljem da se pokaže da je moguće primeniti relativno novu metodu digitalne korelacije slika na ispitivanje opreme pod pritiskom. Metoda digitalne korelacije slika omogućava merenja celih polja deformacija, pri čemu se jednim eksperimentalnim merenjem dobija veliki broj podataka koji zamenjuje više desetina mernih traka. Trodimenzionalni optički sistem GOM i softver ARAMIS primenjeni su za izvođenje eksperimentalne analize međusobnog uticaja priključaka na cilindrični omotač posude pod pritiskom, izložene unutrašnjem pritisku. Eksperimentalna istraživanja su obavljena na jednoj posudi pod pritiskom, na čiji su cilindrični omotač sa jedne strane zavarena dva cilindrična priključka, dimenzija DN 50 i DN 32. Sa druge strane omotača pod uglom od 180°, zavarena su dva priključka dimenzija DN 50. Definisana su dva merna mesta. Merno mesto 1 predstavlja oblast između dva priključka različitih dimenzija, a merno mesto 2 predstavlja oblast između dva priključka istih dimenzija. U okviru mernih mesta definisana su i merna polja pomoću kojih se dobija bolja slika o deformacionom polju između priključaka. Eksperimentalno merenje celih polja deformacija omogućava precizno određivanje kritičnih mesta, odnosno mesta najvećih deformacija...

Most of the researchers which deal with the problematic of determining and measuring stress and strain on the pressure vessels, focuse on the analyses of a nozzle influence on stresses and strains on the vessel cylindrical shell. Previous studies have relied on analytical calculations based on shell theory, numerical calculations and conventional experimental methods. The most commonly used conventional method is strain gauge method. The limitations of this method are reflected in local stress and strain measurement and obtaining values measured in a single point. In the framework of this dissertation, experimental researches were conducted, with the goal to show that it is possible to apply a relatively new method of digital image correlation, in testing of pressure equipment. Digital image correlation method enables the measurement of the whole strain filed, whereby one experimental measurement provides a lot of data which replace dozens of strain gauges. Three-dimensional optical system GOM and ARAMIS softwer are applied to perform experimental analyses of nozzles interaction influence on cylindrical shell of the pressure vessel, subjected to internal pressure. Experimental studies were carried out on a pressure vessel, where two cylindrical nozzles were welded on one side of the cylindrical shell, with dimensions DN 50 and DN 32. On the other side of the shell, at the angle of 180°, two nozzles with dimensions DN 50, were welded. Two measuring area were identified. Measuring area 1 represent the zone between two nozzles with different dimensions, and measuring area 2 represent the zone between two nozzles of the same dimensions. Within the measuring areas, measuring fields are defined to obtaine better picture of the strain field between nozzles. Experimental measurement of whole strain field enables precise determination of critical points, i.e. point of highest strain...