Posouzení přístupů pro výpočty přírubových šroubových spojů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou návrhu a kontroly těsněných přírubových spojů. První část definuje pojem přírubový spoj a jeho namáhání. Mapuje a hodnotí možné varianty konstrukčního řešení. Zmíněna je také problematika předepjatých šroubových spojů, včetně silových poměrů ve spoji, určení tuhosti částí spoje a jeho pevnosti. Dále analýza příčin poruch šroubů a jejich odstraňování, metody vytváření předpětí. Je předložen přehled v současné době nejpoužívanějších typů těsnění, jejich vlastností, použití a definice charakteristických hodnot těsnění a jejich určování dle normy ČSN EN 13 555. Další část se zabývá vlastním procesem návrhu přírubového spoje. Uvádí normy pro návrh, požadované výstupy a posuzuje analytický a numerický přístup. Byl vytvořen výpočtový program v MS Excel 2007 pro návrhový výpočet přírubového spoje dle ČSN EN 1591-1. Verifikace výsledků výpočtového programu byla provedena výpočty identických modelů metodou konečných prvků (MKP) v systému Ansys 14.0 Workbench. Jsou předloženy a opraveny chyby ve vzorcích normy. Na závěr jsou posouzeny výsledky získané analyticky a pomocí MKP pro konkrétní zatěžovací stavy armatury šoupátka DN 300. Je použito hřebenové těsnění s nelineárním modelem materiálu.This bachelor´s thesis deals with the design and assessment of flange joints with gasket. The first part defines term flange joint and its load. It surveys and assesses the possible alternatives of design solution. Mentioned is the issue of bolt connections with pretension, including force relations in the joint, determination rigidity of parts and their strength. In addition, analysis of the causes of bolts failures and their removal, methods of creating pretension. It gives an overview of the most widely used types of gaskets, their properties, application and definition of characteristic values of gaskets and their determination according to ČSN EN 13 555. Another section deals with the design process of flange joints, standards for the design, desired outputs and assesses analytical and numerical approach. Computational program was created in MS Excel 2007 for design calculation of flange joints according to ČSN EN 1591-1. Verification of the results was performed with calculation of identical models using finite element method (FEM) in ANSYS Workbench 14.0. Errors in standards formulas were submitted. In conclusion, the results obtained analytically and by FEM were assessed for a specific load conditions of gate valve DN 300. Camprofile (grooved) gasket with nonlinear material model was used.