Tlakové nádoby jsou nedílnou součástí různých odvětví dnešního průmyslu. Tyto konstrukce musí splňovat vysokou bezpečnost a spolehlivost. Tato bakalářská práce je zaměřena na teoretické a následně experimentální ověření konstrukce tlakové nádoby z hlediska napětí a deformace. Tlaková nádoba byla vyrobena pro potřeby výuky experimentálních metod na Katedře mechaniky pružnosti a pevnosti.
Stanovení napětí a deformací je provedeno:
1. analyticky pomocí základní teorie tenkých skořepin a desek, numerické výpočty jsou provedeny v programu Matlab
2. numerickou simulací pomocí metody konečných prvků v programu Autodesk Simulation Mechanical 2015.
3. tenzometrickým měřením v kritických místech nádoby.
Anotace v angličtině
Pressure vessels are an integral part of the various sectors of the industry today. These con-struction must meet high safety and reliability. This thesis is focused on theoretical and subsequent experimental validation of the design of the pressure vessel in terms of stress and strain. The pressure vessel was made for teaching experimental methods for the Department of mechanics of elasticity and strength.
Determination of stresses and deformations is done:
1. First analytically using the basic theory of thin shells and numerical calcu-lations are performed in Matlab
2. Numerical simulations using finite element method in Autodesk Simulati-on Mechanical.
3. First strain gauge in critical areas of the container
pressure vessel, a thin shell, a thin sheet, stress, strain
Rozsah průvodní práce
75 s. (7 470 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tlakové nádoby jsou nedílnou součástí různých odvětví dnešního průmyslu. Tyto konstrukce musí splňovat vysokou bezpečnost a spolehlivost. Tato bakalářská práce je zaměřena na teoretické a následně experimentální ověření konstrukce tlakové nádoby z hlediska napětí a deformace. Tlaková nádoba byla vyrobena pro potřeby výuky experimentálních metod na Katedře mechaniky pružnosti a pevnosti.
Stanovení napětí a deformací je provedeno:
1. analyticky pomocí základní teorie tenkých skořepin a desek, numerické výpočty jsou provedeny v programu Matlab
2. numerickou simulací pomocí metody konečných prvků v programu Autodesk Simulation Mechanical 2015.
3. tenzometrickým měřením v kritických místech nádoby.
Anotace v angličtině
Pressure vessels are an integral part of the various sectors of the industry today. These con-struction must meet high safety and reliability. This thesis is focused on theoretical and subsequent experimental validation of the design of the pressure vessel in terms of stress and strain. The pressure vessel was made for teaching experimental methods for the Department of mechanics of elasticity and strength.
Determination of stresses and deformations is done:
1. First analytically using the basic theory of thin shells and numerical calcu-lations are performed in Matlab
2. Numerical simulations using finite element method in Autodesk Simulati-on Mechanical.
3. First strain gauge in critical areas of the container
pressure vessel, a thin shell, a thin sheet, stress, strain
Zásady pro vypracování
Výpočet napětí a deformace tenkostěnné tlakové nádoby s plochými dny a experimentální ověření výpočtu.
Tenkostěnná tlaková nádoba je součástí vybavení laboratoře KMP. Nádoba byla vyrobena pro výuku experimentálních metod v mechanice. Plášť nádoby je ocelový. Nádoba je naplněna olejem a je vybavena tlakovou pumpou s tlakoměrem. Deformace v některých místech je pro jednoduchost a názornost měřena pomocí tisícinných indikátorových hodinek.
Postup řešení:
1. Analytický výpočet napětí a deformace nádoby jak v oblasti membránového napětí, tak v blízkosti přechodu do dna, kde vzniká ohyb (tenká ohýbaná válcová skořepina a deska) a výpočet napětí v okolí malých otvorů, kterými je přiváděn olej. Výpočet lze sestavit na základě poznatků získaných v předmětech PP1 a PP2.
2. V experimentální části ověřte výsledky výpočtu změřením deformací nádoby v různých místech jak pomocí nainstalovaného indikátoru, tak pomocí odporových tenzometrů a optické metody digitální stereokorelace, která je ve vybavení laboratoře KMP.
Zásady pro vypracování
Výpočet napětí a deformace tenkostěnné tlakové nádoby s plochými dny a experimentální ověření výpočtu.
Tenkostěnná tlaková nádoba je součástí vybavení laboratoře KMP. Nádoba byla vyrobena pro výuku experimentálních metod v mechanice. Plášť nádoby je ocelový. Nádoba je naplněna olejem a je vybavena tlakovou pumpou s tlakoměrem. Deformace v některých místech je pro jednoduchost a názornost měřena pomocí tisícinných indikátorových hodinek.
Postup řešení:
1. Analytický výpočet napětí a deformace nádoby jak v oblasti membránového napětí, tak v blízkosti přechodu do dna, kde vzniká ohyb (tenká ohýbaná válcová skořepina a deska) a výpočet napětí v okolí malých otvorů, kterými je přiváděn olej. Výpočet lze sestavit na základě poznatků získaných v předmětech PP1 a PP2.
2. V experimentální části ověřte výsledky výpočtu změřením deformací nádoby v různých místech jak pomocí nainstalovaného indikátoru, tak pomocí odporových tenzometrů a optické metody digitální stereokorelace, která je ve vybavení laboratoře KMP.
Seznam doporučené literatury
[1] HÖSCHL, C., Pružnost a pevnost I, Liberec: VŠST v Liberci, 1992. ISBN 80-7083-087-5.
[2] HÖSCHL, C., Pružnost a pevnost II, Liberec: VŠST v Liberci, 1992. ISBN 80-7083-104-9.
[3] STŘÍŽ, B. a kol., Pružnost a pevnost II, Liberec: VŠST v Liberci, 1980.
Seznam doporučené literatury
[1] HÖSCHL, C., Pružnost a pevnost I, Liberec: VŠST v Liberci, 1992. ISBN 80-7083-087-5.
[2] HÖSCHL, C., Pružnost a pevnost II, Liberec: VŠST v Liberci, 1992. ISBN 80-7083-104-9.
[3] STŘÍŽ, B. a kol., Pružnost a pevnost II, Liberec: VŠST v Liberci, 1980.