(Deber) Bolted Nozzle Flange

DEBER Sensibilidad del modelo Metas de aprendizaje Estudiar la sensibilidad de los resultados de la brida de tobera empernada a los parámetros de entrada clave

Especificación del problema Para fines industriales, a menudo es muy útil saber qué tan sensible es el modelo para ciertos insumos. En esta tarea, exploraremos la sensibilidad del modelo de brida empernada a las siguientes entradas: 1. Carga debida a los canales de regeneración 2. Pre-carga del perno 3. Coeficiente de fricción entre bridas Duplicar el proyecto Para facilitar la comparación de los resultados originales y los nuevos a medida que cambiamos las entradas, duplicar el proyecto original desde el módulo de la brida de la tobera empernada haciendo clic con el botón derecho en Static Structural en la página del proyecto. Su página de proyecto debe ser algo como lo que se muestra a continuación. Puede realizar todos los cambios de entrada en el proyecto denominado Flange HW.

Fuerza regenerativa Cambiar la carga debida a los canales de regeneración Empecemos duplicando la carga aplicada en ambas bridas por los canales de regeneración. Recordemos que en nuestro caso base considerado en el tutorial, esta fuerza era de 1.000 lbf. Ahora cambie ambas fuerzas a 2.000 lbf como se muestra en la figura de abajo. Dejando todos los demás insumos lo mismo, resuelva el modelo.

Incrementar la brecha Examinar el valor del espacio entre las dos bridas en la posición mostrada en la figura siguiente después de todos los pasos de carga (es decir, t = 3). Ésta sería la separación máxima fuera de la ranura del anillo tórico. Obsérvese que la figura usa un esquema de color de arco iris inverso como se describe en Andy en la sección de resultados numéricos del módulo de brida de la tobera empernada. El valor del intervalo es negativo, lo que indica que las partes se han separado unas de otras en ese lugar.

How much has the gap increased at this location? The gap did not increase The gap increased by a factor of 2 The gap increased by a factor of 3 The gap increased by a factor of 5 The gap increased by a factor of 10 Fuerza de 1000lbf

Fuerza de 2000lbf

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 =

−1,5583𝐸 − 2 −5,1223𝐸 − 3

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 3,04

Precarga del Perno Cambiar la precarga del perno A continuación, vamos a explorar cómo el cambio de la pre-carga aplicada al perno influye en la separación entre las dos bridas. En primer lugar, cambie las fuerzas aplicadas en las bridas por los canales de regeneración a 1.000 lbf. En nuestro caso base, la pre-carga del perno aplicada fue de 2.320 lbf. En esta tarea, vamos a cortar esa pre-carga en la mitad a 1,160 lbf como se muestra en la siguiente figura. Dejando todos los demás insumos lo mismo, resuelva el modelo.

Cambio en la brecha Probe the value of the gap between the two flanges at the same location as in the previous question, again at t=3. This would be the maximum gap outside of the o-ring groove. How much has the gap changed at this location due to the decrease in bolt pre-load? The gap does not change significantly (less than 5% change) The gap increases by a factor of 2 The gap increases by a factor of 3 The gap increases by a factor of 1.25 The gap decreases by a factor of 1.25 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 =

−6,3796𝐸 − 3 −5,1223𝐸 − 3

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 1,245

Contactos de fricción Cambiar los contactos de friccion En el caso de la base cubierto en el módulo de brida de la tobera empernada, modelamos el contacto entre las dos bridas como sin fricción. En realidad, habrá fricción en las superficies de contacto que evitarán que se deslicen libremente. Para modelar esto, cambie el contacto entre las dos bridas de fricción a fricción con un coeficiente de fricción = 0.5 (ver figura abajo). En realidad, el coeficiente de fricción dependerá en gran medida del material específico y de la calidad superficial de las bridas. Devuelva todas las demás entradas (regen fuerza, precarga del perno) a los valores en el caso base. Re-resolver el modelo.

How did the total number of iterations required to reach a final solution change between the frictionless and frictional cases? The number of iterations did not change significantly The number of iterations increased by a factor of 2 The number of iterations increased by a factor of 5 The number of iterations decreased by a factor of 2 The number of iterations decreased by a factor of 3

Cambio en el número de iteraciones Sin Fricción

Con fricción

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 =

24 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 11 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 2,181

Efecto en las condiciones de los límites Select true or false. When we change the contact between the flanges from frictionless to frictional, the only aspect of the mathematical model that changes is the natural boundary condition at that particular contact surface. Cuando cambiamos el contacto entre las bridas de sin fricción a con fricción, el único aspecto del modelo matemático que cambia es la condición de frontera natural en esa superficie de contacto particular. True False Si, debido a que la tracción es una condición de límite de frontera en este contacto. Al seleccionar el contacto sin fricción, la tracción tangencial será cero, pero seleccionar el contacto con fricción, la tracción tangencial ya no será cero. Por lo que el modelo matemático cambiara solo en este contacto.