Název projektu
Posuzování bezpečnosti tlakových systémů
Kód
SP/201096
Předmět výzkumu
Výzkum bude zaměřen na studii podmínek náhlého porušení tlakových systémů s využitím modifikovaného kritéria Leak Before Break pro případ, kdy se v materiálu vyskytuje zbytková napjatost. Superpozice zbytkového napětí vzniklého při výrobě s napjatostí stěny zatížené vnitřním přetlakem výrazně ovlivňuje technické využití a životnost zařízení [1].
Analytické řešení faktoru intenzity napětí pro případ eliptické trhliny o různé geometrii a při různém rozložení zbytkových napětí ve stěně bude porovnáno s numerickým řešením [2]. Charakter rozložení zbytkových napětí bude stanoven na základě experimentální odvrtávací metody [5]. K numerické simulaci a matematickým výpočtům budou využity programy ANSYS, ABAQUS a MATLAB. Důraz je kladen na změnu výpočtu kritické délky trhliny a minimální tloušťky stěny. Vodítkem pro stanovení bezpečnosti budou geometrické parametry trhliny, jejich orientace a materiálové charakteristiky tlakových systémů [3], [4]. Na základě dosažených výsledků bude navržena nová metoda optimalizace charakteristických tloušťek v přímé délce a přechodech tlakových systémů, jejíž uplatnění bude mít výrazné ekonomické dopady [6].
[1] KUČERA J. Úvod do mechaniky lomu – Nestabilní lom ocelových těles při statickém a dynamické zatížení, VŠB-TUO, 2006, 297 s.
[2] KOBAYASHI A.S., EMERY A.F., POLVANISH N., LOVE W.J. Inner and outer surface cracks in internally pressurized cylinders. ASME Journal of Pressure Vessels Technology 1977; 83-89.
[3] LIETZMANN A. et al. Failure modes of pressure vessel components and their consideration in analyses. Chemical Engng Process 1996; 35(4):287–293.
[4] HORNET P. Comparison of experimental results, FE calculations and analytical approach on the fracture behavior of circumferential through wall cracked pipes. In: ASME/JSME Joint Press Vess Piping Conf PVP 373. New York: ASME, 1998:163–168.
[5] KOBAYASHI A.S.: Handbook on Experimental Mechanics. USA, New Jersey: Prentice-Hall Inc., 1987. ISBN 0-13-377706-5 025.
[6] CHAPELLE D.,PERREUX D. Optimal design of a Type 3 hydrogen vessel: Part I – Analytic modelling of the cylindrical selection. International Journal of Hydrogen Energy 31 (2006), pp. 627-638.
Rok zahájení
2010
Rok ukončení
2010
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel