Примем утверждение: для расчета тонких оболочек возможно применять плоские КЭ, для оболочек толстых и средней толщины необходимо применять трехмерные конечные элементы.
Сделам вывод: для расчета фланцев МКЭ необходимо применять трехмерные конечные элементы с учетом переходной геометрии поверхности фланца.
По МКЭ фланец рассчитывается как одно твердое тело, тогда как по известным методам Уотреса или Тимошенко фланец разделяется в расчетной модели на части. Метод МКЭ имеет более точную расчетную пространственную модель и в этом одного из его преимуществ в точности перед существующими методами. Теория расчета МКЭ сосудов и аппаратов, например, в работе [3], математическое описание метода рассмотрено в ряде других работ.
Последовательность выполнения расчета в программе МКЭ в целом подробно представлена в работе [4].
Приведем выполнение отдельных этапов расчета МКЭ:
– в расчет экспортируется геометрическая твердотельная модель из программ твердотельного моделирования (или строится средствами ANSYS),
– задаются материала и условия расчета,
– выполняется построение расчетной сетки по твердотельной модели, сетка при необходимости корректируется вручную,
– выполняется решение уравнений теории упругости в узлах сетки (в КЭ),
– результаты решения КЭ суммируются для всей сетки КЭ,
– получают результаты в виде цветных диаграмм с наличием цветовой шкалы сравнения,
– на основании диаграммы делают заключении о работоспособности фланцевого соединения.
Среда Workbench позволяет выполнять междисциплинарные расчеты.
Каждый расчет состоит из последовательно выполняемых модулей, связанных в соответствии с приведенными выше этапами расчета.
При междисциплинарном расчете, например, расчете фланца от механических и тепловых нагрузок, на поле Workbench помещаются две структуры расчета и связываются между собой их соответствующие модули. Один из видов расчета является исходными данными для начала выполнения другого расчета.
