Методика оптимального проектирования бугельных разъемных соединений высокого давления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Трутаева, Валентина Владимировна

• Трутаева, Валентина Владимировна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Трутаева, Валентина Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУГЕЛЬНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 Классификация разъемных соединений промышленного оборудования

1.2 Методы проектирования и расчета бугельных разъемных соединений

1.3 Применение метода конечных элементов к решению задач исследования трехмерного напряженного состояния объектов машиностроения

1.4 Методы формирования конечно-элементных моделей трехмерных тел

1.5 Постановка задачи оптимального проектирования конструкций

1.6 Выводы. Постановка целей и задач исследований

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУГЕЛЬНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

2.1 Основные положения

2.2 Особенности формирования КЭ моделей деталей БРС

2.3 Учет контактного взаимодействия деталей БРС

2.4 Постановка задачи оптимизации при проектировании БРС

2.5 Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ТЕСТИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУГЕЛЬНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

3.1 Общие положения

3.2 Получение основных соотношений и матриц на примере тетраэдрального конечного элемента

3.2.1 Получение функций форм в компактной форме

3.2.2 Вычисление производных функций форм в компактной форме

3.2.3 Получение матрицы Якоби

3.2.4 Получение матриц упругости, жесткости, напряжений, векторов узловых сил

3.3 Доказательство топологической совместности конечных элементов предложенной иерархии

3.4 Верификация конечных элементов предложенной иерархии

3.5 Конечный элемент для учета условий контактного взаимодействия деталей БРС

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУГЕЛЬНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1 Структура САПР БРС

4.2 Программная реализация блока автоматической генерации расчетных схем БРС

4.3 Программная реализация блока формирования матриц КЭ

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5 АПРОБАЦИЯ, ВЕРИФИКАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИКИ, АЛГОРИТМОВ И САПР

5.1 Результаты проектирования БРС PY 32 МПа, DY 120 мм с использованием аналитических подходов

5.2 Проектирование БРС PY 32 МПа, DY 120 мм с использованием предложенной методики

5.2.1 Поэлементный расчет НДС БРС

5.2.2 Расчет НДС БРС в сборе. Исследование механизма контактного взаимодействия деталей

5.2.3 Основные результаты

5.3 Экспериментальное исследование НДС БРС и сравнение с результатами расчетов

5.3

Тензометрические исследования

154

5.3.2 Сравнение результатов натурной тензометрии с результатами расчетов

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 КОПИИ ДОКУМЕНТОВ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИХ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оптимального проектирования бугельных разъемных соединений высокого давления»

ВВЕДЕНИЕ

Разъемные соединения технологического оборудования высокого давления химических и нефтегазовых производств являются высокоответственными узлами, от технического состояния которых напрямую зависит промышленная и экологическая безопасность предприятий. Количество разъемных соединений используемых сегодня на современных технологических установках в отмеченных производствах исчисляется десятками тысяч, что в значительной степени определяет повышенные требования к их надежности, технологичности и ремонтопригодности.

Анализ причин аварийных ситуаций на зарубежных и отечественных производствах показывает, что подавляющее их количество происходит именно по причине неудовлетворительного состояния разъёмных соединений оборудования[12, 73, 74, 88]. Неверно подобранные материалы, неоптимальные конструктивные решения, часто не соответствующие фактическим условиям эксплуатации оборудования, отсутствие на предприятиях отработанных методик и технологий своевременной оценки и восстановления технического состояния деталей разъемных соединений приводят к тому, что уплотнительные, резьбовые и опорные поверхности разъемных соединений в процессе эксплуатации накапливают значительные остаточные деформации и дефекты, детали соединений изменяют геометрию и теряют способность воспринимать эксплуатационные нагрузки. В конечном итоге сочетание отмеченных факторов становится причиной разгерметизаций, аварий и несчастных случаев при эксплуатации оборудования.

Для решения указанных проблем многие предприятия сегодня идут по пути внедрения на действующих производствах более совершенных, надежных и технологичных конструкций разъемных соединений взамен морально устаревших [49, 73, 74]. Однако и здесь имеет место целый ряд сдерживающих факторов не позволяющий сделать этот процесс массовым. В частности, одним их таких факторов, является фактическое отсутствие в инженерной практике современных методик проектирования деталей таких разъемных соединений, удовлетворяющих не только требованиям, предъявляемым к оборудованию высокого давления химических и нефтегазовых производств, но и передовому уровню развития технического прогресса.

т~ч __и и _

В связи с этим, актуальной задачей является поиск новых подходов к процессам разработки и внедрения современных конструкций разъемных соединений, удовлетворяющих критериям надежности, технологичности, материалоемкости и т.д. Особенно актуальной является разработка эффективных методов оптимального проектирования новых конструкций разъемных соединений, ориентированных на использование современных систем автоматизации прочностных расчетов на основе метода конечных элементов (МКЭ)[32, 55]. Решению этих задач посвящена данная диссертационная работа.

Степень разработанности темы исследования: Вопросам проектирования различных конструкций разъемных соединений, совершенствованию методов их расчетов посвящено множество отечественных и зарубежных публикаций. Среди них можно отметить работы Божко Г. В., Долотова А.М., Домашнева А.Д., Древина А.К., Карасева Л.П., Лившица В.И., Огара П.М., Погодина В.К., Продана В.Д., Румянцева О.В., Bickford J., Dekker C.J, Fukuoka T., Kohmura S., Nishioka K., Sawa T., Stikvoort W.J., Thompson, G. и др[11, 12, 19, 20, 28, 29, 35-37, 58, 71-74, 87-89, 99, 121, 136, 138, 141, 146, 154, 166, 167, 176, 177, 185].

Для бугельных разъемных соединений (БРС) вопросы проектирования и расчета в настоящее время достаточно хорошо проработаны только в части использования аналитических подходов. Так, подробные указания по аналитическому расчету БРС нагруженных внутренним давлением представлены, например, в стандарте ASME Sec VIII Div. 1[127], а для БРС подверженных внешним нагрузкам - в стандарте ASME Sec VIII Div. 2[128]. В отечественной практике аналитические подходы к проектированию деталей БРС предложены и развиты в работах Волошина А.А., Григорьева Г. Г. [19], Погодина В.К. [56, 72, 74, 92], Продана В.Д. [87, 88] и других авторов. Общим недостатком аналитических подходов к проектированию и расчету БРС является использование идеализированных математических моделей, что не обеспечивает всестороннюю оценку работы деталей БРС с учетом податливости входящих в него деталей, их контактного взаимодействия и других эффектов. При этом, все принятые на этапе проектирования допущения относятся исследователями в сторону запаса прочности деталей БРС. Такой подход, как правило, приводит к созданию изделий неоптимальной геометрии, что в ряде случаев нивелирует преимущества БРС перед разъемными соединениями другого типа. Этим же фактором определяется актуальность

проблемы создания и внедрения современных подходов к проектированию оптимальных конструкций БРС, ориентированных, прежде всего на использование численных методов расчета.

Целью диссертационной работы является разработка методики оптимального проектирования деталей бугельных разъемных соединений оборудования высокого давления с учетом особенностей механизма их контактного взаимодействия на основе создания и внедрения математического, алгоритмического и программного обеспечения для анализа линейно-упругого деформирования деталей бугельных разъёмных соединений методом конечных элементов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: 1. на основе теории МКЭ разработать инженерную методику оптимального проектирования деталей БРС оборудования высокого давления, поставляемых отраслью химического и нефтяного машиностроения для нужд химической, нефтехимической, нефтяной и газовой промышленности; . разработать математический аппарат, реализующий предлагаемый подход к проектированию БРС, на основе исследования линейно-упругого деформирования деталей БРС в объемной постановке с учетом их контактного взаимодействия;

3. разработать систему автоматизированного проектирования (САПР) БРС;

4. апробировать и внедрить предлагаемую методику, а также реализующие ее математический аппарат и САПР на примере проектирования БРС на рабочее давление 32 МПа с внутренним диаметром соединяемых деталей 120 мм. Научная новизна работы представлена следующими положениями,

выносимыми на защиту:

1. подходы к оптимальному проектированию БРС, применяемых в оборудовании высокого давления химического и нефтяного машиностроения;

2. математический аппарат для исследования НДС деталей БРС, представленный математической моделью, обеспечивающей возможность адресного использования КЭ различного типа и порядка, а также иерархией изопараметрических объемных КЭ с переменным числом узлов на ребрах;

3. система автоматизированного проектирования (САПР) БРС, построенная на базе разработанного математического аппарата;

4. результаты проверки адекватности предложенных методики, математического аппарата и САПР на основе сравнения данных численных и натурных экспериментов, а также их прикладного применения для проектирования деталей БРС;

5. результаты исследования механизмов линейно-упругого деформирования и контактного взаимодействия деталей БРС на различных стадиях нагружения. Объектом исследований являются БРС, применительно к оборудованию

высокого давления химического и нефтяного машиностроения.

Предметом исследования являются механизмы линейно-упругого деформирования деталей БРС и их контактного взаимодействия, математическая модель задачи, методики, алгоритмы и программы для исследования объемного напряженно-деформированного состояния (НДС) и оптимального проектирования БРС.

Методология и методы исследований. Решение поставленных задач выполнено на основе положений линейной теории упругости, МКЭ, теории оптимального проектирования конструкций (ОПК). Ряд аналитических и численных исследований автором выполнен с помощью математических пакетов MathCAD, Maple и MatLab. Экспериментальные исследования проведены на испытательной и инструментальной базе АО «ИркутскНИИхиммаш».

Теоретическая значимость результатов обоснована тем, что:

- доказана возможность использования методов ОПК для поиска резервов несущей способности деталей БРС оборудования высокого давления, путем определения оптимальных размеров секторов бугеля, доставляющих минимум целевой функции (минимальная металлоёмкость БРС) при одновременном удовлетворении решения предустановленным ограничениям по прочности деталей соединения и его герметичности при эксплуатационных нагрузках;

- изложены методические основы построения математических моделей деталей БРС с использованием изопараметрических объемных КЭ различного типа и порядка;

- раскрыты особенности построения разрешающих матриц объемных КЭ при описании функций форм и их производных в явном виде;

- изучены механизмы контактного взаимодействия деталей БРС на примере БРС на рабочее давление 32МПа с внутренним диаметром соединяемых деталей 120мм и определены условия получения оптимальной эпюры контактного давления на уплотнительных поверхностях в зоне взаимодействия элементов соединяемых деталей оборудования и уплотнительного кольца;

- проведена модернизация известного аппарата МКЭ, за счет разработки, апробации и внедрения иерархии изопараметрических объемных КЭ, допускающих применение различной степени аппроксимации в различных направлениях.

Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности применения предложенной методики, математического аппарата и САПР для:

- исследования объемного НДС деталей БРС, в т.ч. с учетом особенностей их контактного взаимодействия;

- оптимизации геометрии деталей БРС, с учетом действующих силовых факторов;

- автоматизации процессов проектирования и расчета БРС.

Соответствие работы паспорту специальности 05.02.02 Машиноведение, системы приводов и детали машин:

- п. 1. «Теория и методы исследования процессов, влияющих на техническое состояние объектов машиностроения, способы управления этими процессами»;

- п. 2. «Теория и методы проектирования машин и механизмов, систем приводов, узлов и деталей машин»;

- п. 5. «Повышение точности и достоверности расчетов объектов машиностроения; разработка нормативной базы проектирования, испытания и изготовления объектов машиностроения»;

- п. 7. «Системы автоматизированного проектирования объектов машиностроения, базирующиеся на более совершенных моделях функционирования и технического состояния этих объектов».

Достоверность и обоснованность научных результатов исследований

обеспечивается корректным использованием методов линейной теории упругости, МКЭ, методов ОПК, а также удовлетворительным совпадением результатов аналитических, численных и экспериментальных исследований.

Внедрение работы. Предложенная автором САПР БРС, включена в состав программного пакета для КЭ анализа COMPASS, а также в состав программного пакета для структурного мониторинга конструкций MStruct (свидетельство №2014619601). Указанные программные продукты, а также другие научные результаты полученные автором использованы при выполнении ряда научно-исследовательских работ на предприятиях НК «Роснефть», что подтверждается соответствующими актами внедрения. Полученные в работе результаты позволили, разработать ряд новых конструкций БРС, на одну из которых получен патент на изобретение (патент РФ № 2 618 631).

Личный вклад автора состоит в формировании цели и задач исследования; выполнении расчетных и аналитических исследований; построении математического аппарата для исследования линейно-упругого деформирования деталей БРС; планировании, проведении и обработке результатов численных и натурных экспериментов, в т.ч. по выявлению механизмов контактного взаимодействия деталей БРС при эксплуатационных нагрузках; разработке методик, алгоритмов и САПР; формулировании выводов по работе; подготовке основных публикаций по результатам проведённых исследований.

Все результаты диссертации, составляющие научную новизну и выносимые на защиту, получены лично автором.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Основная часть диссертации содержит 180 страниц, включая 22 таблицы, 76 рисунков и список литературы из 204 наименований.

В первой главе представлена классификация конструкций разъемных соединений промышленного оборудования, показано место бугельных разъемных

U U 1 U с»

соединений в общей классификации, дан краткий обзор применяемых в современной инженерной практике методов их расчета. Отмечена актуальность разработки и внедрения на предприятиях химических и нефтегазовых производств новых конструкций разъемных соединений промышленного оборудования, обладающих в значительной степени меньшей материалоемкостью в сравнении с классическими конструкциями разъемных фланцевых соединений при сохранении того же уровня надежности.

На основе проведенного анализа сделаны выводы об актуальности применения при решении задач проектирования БРС современных численных методов, например МКЭ. Рассмотрены особенности применения МКЭ в отношении исследования напряженно-деформированного состояния объектов машиностроения и их оптимизации. Проанализированы современные методы автоматической генерации плоских и пространственных конечно-элементных сеток. Выявлены достоинства и недостатки МКЭ, а также возможность применения метода для решения задач оптимального проектирования деталей БРС. С учетом проведённого анализа сформулированы основные задачи диссертационного исследования.

Вторая глава диссертации посвящена разработке методики оптимального проектирования деталей БРС оборудования высокого давления на основе МКЭ. Автором предложен 4-х ступенчатый алгоритм проектирования БРС, включающий в себя этап подготовки исходных данных, этап оптимизации на основе упрощенной математической модели БРС, этап исследования работы БРС с использованием уточненной модели и этап прототипирования и стендового подтверждения работоспособности.

В качестве критерия оптимальности БРС в работе предложено использовать материалоемкость БСР, определяемую весом составляющих его деталей. При этом задача поиска оптимальной конструкции БРС сведена к поиску такого сочетания геометрических размеров сектора бугеля, которое обеспечивало бы минимум целевой функции, т.е. снижение материалоемкости БРС, при одновременном удовлетворении решения предустановленным ограничениям по прочности деталей БРС и герметичности БРС при эксплуатационных нагрузках.

Третья глава диссертации посвящена разработке и тестированию математического аппарата, необходимого для решения поставленных в диссертационном исследовании задач.

Для исследования напряженно-деформированного состояния деталей БРС на всех этапах процедуры проектирования, в т.ч. в ходе итерационной процедуры оптимизации автором разработана собственная иерархия объемных изопараметрических КЭ, допускающих применение различной степени аппроксимации в различных направлениях. Предложенная иерархия включает в себя пять типов КЭ. Корневым

и х Г Р""\ и с»

элементом иерархии является гексаэдральный КЭ с линейной, квадратичной или

кубической аппроксимацией границ. Каждый последующий дочерний элемент иерархии получен из родительского КЭ путем уменьшения числа угловых узлов (вершин) элемента на единицу. Для каждого КЭ иерархии получены все основные соотношения и матрицы, необходимые для их реализации в программном коде на ЭВМ. Функции формы для каждого КЭ получались в явном виде. При этом в данной работе для ряда типов КЭ функции формы, а также их производные, впервые получены в компактной форме, позволяющей на ее основе разработать эффективные вычислительные программные процедуры. Отдельная часть главы посвящена доказательству топологической совместимости КЭ различных типов с различной степенью аппроксимации границ, а также верификации КЭ предложенной иерархии путем тестирования КЭ на модельных задачах.

Также для учета при исследовании деталей БРС в сборе особенностей их контактного взаимодействия в третей главе автором разработан и программно реализован специальный стержневой контактный конечный элемент (СККЭ), позволяющий рассматривать задачу контактного взаимодействия деталей БРС, как задачу контакта упругих тел с дискретными односторонними связями.

В четвертой главе представлено описание разработанной автором системы автоматизированного проектирования БРС. Предложенная САПР БРС выполнена в виде надстройки над программным пакетом для конечно-элементного анализа COMPASS [8] (разраб. Безделев В.В., Лукьянов А.А., Буклемишев А.В., Трутаев С.Ю., Трутаева В.В. и др.). Часть системы вошла в состав программного пакета для структурного мониторинга технологического оборудования MStruct[86], на который получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2014619601.

Разработанная САПР включает в себя 5 функциональных блоков. Первый блок разработанной САПР предназначен для автоматической генерации расчетных схем БРС из объемных изопараметрических КЭ. Второй программный блок САПР БРС обеспечивает поэтапное формирование для всех КЭ модели БРС требуемых для расчета матриц. Блок №3 работает параллельно с блоком №1, обеспечивая генерацию предложенных стержневых контактных элементов (СККЭ) в зонах предполагаемого контактного взаимодействия деталей БРС. Блоки 4 и 5 САПР обеспечивают реализацию процесса решения задачи оптимизации, на каждом шаге которой выполняется

итерационное решение задачи статического равновесия до стабилизации условий контактного взаимодействия.

Результатом работы предложенной САПР является определение оптимальных геометрических параметров деталей БРС, которые в дальнейшем закладываются в качестве основных при разработке рабочей документации БРС.

В пятой главе изложены результаты апробации, верификации и внедрения разработанных методики, математического аппарата и САПР на примере проектирования деталей БРС Dy120 на рабочее давление 32МПа. Апробация и внедрение полученных в работе результатов проводились в контексте «Программы повышения промышленной и экологической безопасности оборудования высокого давления» Химического завода АО «Ангарская нефтехимическая компания» АО НК «Роснефть», предусматривающей внедрение на трубопроводах высокого давления БРС взамен фланцевых разъемных соединений.

Апробация работы.

Диссертационная работа выполнена в АО «Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения» (АО «ИркутскНИИхиммаш») на базе научно-исследовательского отдела герметичности промышленного оборудования.

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на: V Всероссийском семинаре «Проблемы оптимального проектирования сооружений», Новосибирск, 2005 г.; научно-технических конференциях ИрГТУ, Иркутск, 2002-2014 гг.; III международной конференции «Проблемы механики современных машин», Улан-Удэ, 2006; научно-практической конференции «Химия ХХ! век: новые технологии, новые продукты», Кемерово, 2007г.; I-й Всероссийской конференции «Проблемы оптимального проектирования сооружений», Новосибирск, 2008 г.; IV международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах», Уфа, 2010; IX научно-технической конференции «Исследования, проектирование, изготовление, стандартизация и техническая диагностика оборудования и трубопроводов, работающих под давлением», Иркутск, 2011; the Ninth International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologie, London, 2012, а также заседании кафедры «Сопротивление

материалов и строительная механика» ФГБОУ ВО «ИрНИТУ», научно-техническом совете АО «ИркутскНИИхиммаш», научно-техническом совете ФГБОУ ВО «БрГУ». Публикации.

По материалам диссертационного исследования опубликовано 17 печатных работ, в т.ч. 8 научных статей в реферируемых журналах из перечня ВАК РФ [48, 83, 84, 103, 106, 107, 109, 200]. Получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2014619601 «Программа структурного мониторинга технологического оборудования, зданий и сооружений (MStruct) [86]», а также патент на изобретение «Устройство для запирания крышки сосуда, работающего под давлением» (патент РФ №2618 631[60]).

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУГЕЛЬНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В данной главе представлен аналитический обзор исследований в области существующих подходов к проектированию БРС применяемых в промышленности.

1.1 Классификация разъемных соединений промышленного

оборудования

Разъемные соединения оборудования химических и нефтегазовых производств являются высокоответственными узлами, от технического состояния которых напрямую зависит промышленная и экологическая безопасность предприятий. Количество разъемных соединений используемых сегодня на современных технологических установках исчисляется десятками тысяч, что в значительной степени определяет повышенные требования к их надежности, технологичности и ремонтопригодности.

Огромное разнообразие различных видов технологического оборудования, условий его эксплуатации (температуры, давления, габариты и т.д.), проникающей способности сред и ряд других факторов приводят к необходимости использования множества различных типов разъемных соединений, отличающихся не только по конструктивным признакам, но и функциональному назначению. В литературе [12, 73, 88] принята условная иерархическая классификация разъемных соединений, позволяющая определить однозначное соответствие между видом конкретного оборудования и типом применяемых на нем разъемных соединений.

Верхнему уровню иерархии соответствует деление разъемных соединений по условиям применения, а именно по признаку наличия движения уплотняемой детали. По этому признаку разъемные соединения разделяются на подвижные и неподвижные[12].

Подвижные разъемные соединения применяются преимущественно в динамическом промышленном оборудовании и служат для уплотнения движущихся деталей машин (валов, штоков и т.п.).

Неподвижные разъемные соединения получили наибольшее распространение в промышленности. Они применяются преимущественно в статическом оборудовании для

обеспечения герметичности сосудов, аппаратов, трубопроводов, трубопроводной арматуры и т.п. Так, например, в аппарате для получения синтетического аммиака с расчетной производительностью 1360 т/сут. насчитывается свыше 15 тыс. ед. неподвижных разъемных соединений[12]. Условная классификация неподвижных разъемных соединений представлена на рисунке 1.

Неподвижные разъемые соединения

По материалу уплотняемый певеркностен

С пластичным уплотнителем

Уплотнитель в замкнутом объеме Уплотнитель без радиальных ограничений Уплотнитель в внешним радиальным ограничителем упругим уплотнением]

|беэ уплотнителя]_

с упругим уплотнителем

По конструкции

Фланцевые

—

Муфтовые

резьбовые фбугельные

байонетные штуцерные]

клапанные

Сальниковые]

По способу нагружения поверхностей

С принудительным уплотнением Самоулотняющиеся

с осевым уплотнением с радиально-оееоым уплотнением с радиальным уплотнением

Рисунок 1 - Классификация разъемных соединений промышленного оборудования

Несмотря на то, что неподвижные разъёмные соединения работают в условиях статического нагружения, именно на них, согласно статистики, приходится порядка 90% общего объема разгерметизаций[12, 73, 137]. Прежде всего это обусловлено применением неоптимальных конструктивных решений в разъемных соединениях, не соответствующих фактическим условиям эксплуатации оборудования, отсутствием на

предприятиях отработанных методик и технологий своевременной оценки и восстановления технического состояния деталей разъемных соединений и т.п.

По механическим свойствам материала уплотнителя неподвижные разъемные соединения в соответствии с принятой классификацией разделяются на соединения с пластичным и упругим уплотнителем. По способу нагружения соединения относят к соединениям принудительного типа или самоуплотняющимся. По конструкции неподвижные разъемные соединения принято разделять на фланцевые, муфтовые и сальниковые.

Фланцевые соединения наиболее широко применяются в различных отраслях промышленности в качестве неподвижных разъемных соединений технологического оборудования и трубопроводов. Типовое фланцевое соединение включает в себя непосредственно фланцы, уплотнительное кольцо и крепежные детали. Достоинством разъемных фланцевых соединений является их способность обеспечивать герметичность даже при незначительных перекосах фланцев или при несоосности соединяемых деталей. Это достигается различными способами, например, за счет использования уплотнительных поверхностей типа конус-сфера, и гаек со сферическими опорными поверхностями или за счет применения уплотнительных элементов со скосом поверхностей[12].

В случае использования фланцевых разъемных соединений в оборудовании высокого давления для компенсации перекосов применяют уплотнительные соединения с упругими линзовыми кольцами[73] (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Фланцевые соединения с компенсирующим линзовым уплотнительным

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Трутаева, Валентина Владимировна, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров, А. В. Дискретная модель для расчета ортотропных пластин и оболочек/А. В. Александров//Труды моск, ин - та инж. транспорта. - 1971. - №364. -С.3 - 10.

2. Александров, А. В. Об использовании дискретной модели при расчете пластинок с применением цифровых автоматических машин /А. В. Александров, Н. Н. Шапошников//Труды моск, ин - та инж. транспорта. - 1966. - №194. - С.50 - 67.

3. Александров, В. М. Механика контактных взаимодействий/В. М. Александров, И. И. Ворович. - М.: Наука, 2001. - 600 с.

4. Аленин, В. П. Итерационные методы расчета систем с внешними и внутренними односторонними связями: дис. ... д - ра техн. наук/Аленин Виктор Петрович. - Омск, 2002. - 225 с.

5. Баничук, Н. В. Оптимизация форм упругих тел/Н. В. Баничук. - М.: Наука, 1980. -255 с.

6. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элементов/К. Бате, Е. Вильсон. - М.: Стройиздат, 1982. - 448 с.

7. Безделев, В. В. Комплекс программ расчета и оптимизации конструкций РИОСК/В. В. Безделев, Г. И. Гребенюк, Б. Н. Попов//Материалы всесоюзной конференции «Проблемы оптимизации и надежности в строительной механике. Проблемы оптимизации» - Вильнюс, 1983. - С.14 - 15.

8. Безделев, В. В. Программная система COMPASS. Руководство пользователя./В. В. Безделев, А. В. Буклемишев. - Иркутск: Иркут. гос. техн. ун - т, 2000. - 120 с.

9. Безделев, В. В. Расчет фрагмента температурно - усадочного блока плотины Иркутской ГЭС на температурное воздействие/В. В. Безделев, И. М. Учитель, А. А. Лукьянов//Вестник Иркутского государственного технического университета -Иркутск: ИрГТУ, 1998. - С.123 - 125.

10. Бернштейн, М. С. Расчет конструкций с односторонними связями/М. С. Бернштейн. - М.: Стройиздат, 1947. - 448 с.

11. Биргер, И. А. Резьбовые и фланцевые соединения/И. А. Биргер, Г. Б. Иосилевич. -М.: Машиностроение, 1990. - 365 с.

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Божко, Г. В. Разъемные герметичные соединения/Г. В. Божко//Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2010. - Т.16., №2. - С.404 - 420. Вандерплаац, Г. Н. Оптимизация конструкций - прошлое, настоящее и будущее./Г. Н. Вандерплаац//Аэрокосмическая техника. - 1983. - Т.1., №2. - С.129 - 140. Варвак, П. М. Метод сеток в задачах расчета строительных конструкций/П. М. Варвак, Л. М. Варвак. - М.: Строиздат, 1977. - 160 с.

Васидзу, К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности/К. Васидзу, Л. М. Варвак. - М.: Мир, 1987. - 542 с.

Ведешкин, Ю. К. О сходимости процесса последовательного уточнения эффективной системы/Ю. К. Ведешкин//Динамика и устойчивость транспортных и гражданских сооружений - Ташкент, 1973. - №99. - С.49 - 54.

Вовкушевский, А. В. Вариационная постановка и методы решения контактной задачи с трением при учете шероховатости поверхностей/А. В. Вовкушевский//Изв. АН СССР. - 1991. - №3. - С.56 - 62.

Вовкушевский, А. В. О решении контактных задач с трением/А. В. Вовкушевский//Изв. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 1980. - Т.136. - С.9 - 12. Волошин, А. А. Расчет и конструирование фланцевых соединений: справочник/А. А. Волошин, Г. Т. Григорьев. - Л.: Машиностроение, 1979. - 125 с.

Волошин, А. А. Расчет фланцевых соединений трубопроводов и сосудов/А. А. Волошин. - Л.: Судпромгиз, 1959. - 292 с.

Ворович, И. И. Неклассические смешанные задачи теории упругости/И. И. Ворович, В. М. Александров, В. А. Бабешко. - М.: Наука, 1974. - 456 с.

Герасимов, Е. Н. К вопросу многокретериальной оптимизации/Е. Н. Герасимов, В.

Н. Репко//Прикладная механика. - 1978. - Т.14., №11. - С.72 - 78.

Гловински, Р. Г. Численное исследование вариационных неравенств/Р. Г.

Гловински, Ж. Л. Лионе, Р. Тремольер. - М.: Мир, 1979. - 576 с.

ГОСТ Р 55429 - 2013. Соединения бугельные разъемные. Конструкция, размеры и

общие технические требования. - Документ утвержден: Приказом Росстандарта

№102 - ст от 14 мая 2013 . - 2013. - 30 с.

ГОСТ Р 55430 - 2013. Соединения трубопроводов разъемные. Оценка технического состояния и методы испытаний. Безопасность эксплуатации. - Документ утвержден: Приказом Росстандарта №103 - ст от 14 мая 2013 . - 2013. - 42 с.

26. Делоне, Б. Н. О пустоте сферы/Б. Н. Делоне//Известия АН СССР. - 1934. - Т.13. -С.793 - 800.

27. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия/К. Джонсон. - М.: Мир, 1989. -510 с.

28. Долотов, А. М. Основы теории и проектирование уплотнений пневмогидроарматуры летательных аппаратов/А. М. Долотов, П. М. Огар, Д. Е. Чегодаев. - М.: Московский авиационный институт, 2000. - 296 с. - ISBN 5 - 7035 - 2307 - 9.

29. Долотов, А. М. Разработка методов расчета и проектирование уплотнений с оболочечным элементом для летательных аппаратов: дис. ... д - ра техн. наук/А.М. Долотов . - Самара, 1995. - 280 с.

30. Древин, А. К. Технологическое обеспечение герметичности конических уплотнительных соединений сосудов высокого давления: дис. ... канд. техн. наук/А.К. Древин. - Иркутск, 1982. - 277 с.

31. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимации/О. Зенкевич, К. Морган. - М.: Мир, 1986. - 318 с.

32. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике/О. Зенкевич. - М.: Мир, 1975. -542 с.

33. Использование конечно - элементного моделирования при обеспечении безопасной эксплуатации промышленного оборудования/В. В. Трутаева [и др.]//Материалы IV международной научно - практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» - Уфа, 2010. - С.242 - 244.

34. Исследование напряженно - деформированного состояния бугельного соединения/С. Ю. Трутаев [и др.]//Материалы III международной конференции «Проблемы механики современных машин» - Улан - Удэ, 2006. - T.II. - С.55 - 58.

35. Карасев, Л. П. Анализ работы фланцевого соединения с помощью критерия жесткости/Л. П. Карасев//Вопросы прочности в химическом машиностроении - М.: НИИХИММаш, 1958. - №21. - С.9 - 20.

36. Карасев, Л. П. Метод определения усилий, возникающих в прочноплотных соединениях от действия внутреннего давления и поперечных нагрузок, и применение его к исследованию затворов сосудов и уплотнений трубопроводов: дис. ... канд. техн. наук/Л.П. Карасев. - М., 1972. - 158 с.

37. Карасев, Л. П. Экспериментальное исследование изменения усилий во фланцевом соединении под действием внешних нагрузок/Л. П. Карасев, Л. Г. Ротницкая//Химическое машиностроение. - 1964. - №1. - С.21 - 28.

38. Компьютерная система COMPASS и ее применение в расчетах объектов химического машиностроения /В. В. Безделев [и др.]//Вестник Иркутского государственного технического университета - Иркутск: ИрГТУ, 1998. - №3. - С.128 - 134.

39. Кузьмик, П. К. САПР. Системы автоматизированного проектирования . В 9 т. Т.5. Автоматизация функционального проектирования/П. К. Кузьмик, В. Б. Маничев. -Минск: Вышэйшая школа, 1987. - 139 с.

40. Лившиц, В. И. Исследование и разработка норм расчета и конструирование дельта -затвора для сосудов высокого давления: дис. ... канд. техн. наук/В.И. Лившиц. - М., 1975. - 168 с.

41. Ловцов, А. Д. Разработка методов решения задач строительной механики с учетом трения и односторонних связей: дис. ... д - ра техн. наук/Александр Дмитриевич Ловцов. - Санкт - Петербург, 2006. - 351 с.

42. Лукашевич, A. A. Решение контактных задач для упругих систем с односторонними связями методом пошагового анализа: дис. ... д - ра техн. наук/Анатолий Анатольевич Лукашевич. - Санкт - Петербург, 2011. - 283 с.

43. Лукашевич, А. А. О решении контактных задач строительной механики с односторонними связями и трением методом пошагового анализа/А. А. Лукашевич, Л. А. Розин//Инженерно - строительный журнал. - 2013. - №1(36). - С.75 - 81.

44. Лукьянов, А. А. Обзор методов автоматической генерации 2D и 3D конечно -элементных сеток/А. А. Лукьянов. - Иркутск: ОАО "ИркутскНИИхиммаш", 2004. -62 с.

45. Мажид, К. И. Оптимальное проектирование конструкций/К. И. Мажид. - М.: Высшая школа, 1979. - 237 с.

46. Масленников, А. М. Расчет тонких плит МКЭ/А. М. Масленников//Сборник трудов ЛИСИ. - 1968. - Т.57. - С.186 - 193.

47. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений/А. С. Городецкий [и др.] - М.: Транспорт, 1981. - 143 с.

48. Методика оптимального проектирования деталей бугельных разъемных соединений высокого давления/В. В. Трутаева [и др.]//Системы.Методы.Технологии. - Братск: Братский государственный университет , 2015. - №1(25). - С.38 - 42.

49. Методика оценки технического состояния разъемных соединений высокого давления и подготовка их к эксплуатации/В. К. Погодин [и др.]//Безопасность труда в промышленности. - 2000. - №4. - С.42 - 44.

50. Минашина, И. К. Обзор методов многомерной оптимизации/И. К. Минашина, Е. М. Захарова//Информационные процессы. - 2014. - Т.14., №3. - С.256 - 274.

51. Моисеев, Н. Н. Методы оптимизации/Н. Н. Моисеев, Ю. П. Иванилов, Е. М. Столярова. - М.: Наука, 1979. - 352 с.

52. Морозов, Ю. М. Исследование механизма работы прочноплотного соединения с радиальным самоуплотнением: дис. ... канд. техн. наук/Ю.М. Морозов. - М., 1977. -172 с.

53. Неструктурированные адаптивные сетки для задач математической физики/Л. В. Круглякова [и др.]//Математическое моделирование. - 1998. - Т.10., №3. - С.93 - 116.

54. Ниордсон, Ф. П. Обзор исследований по оптимальному проектированию конструкций/Ф. П. Ниордсон, П. Педерсон//Механика. - 1973. - №2. - С.136 - 152.

55. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ./Д. Норри, Ж. Фриз. -М.: Мир, 1981. - 304 с.

56. О применимости бугельных соединений в оборудовании высокого давления/В. К. Погодин [и др.]//Химическая промышленность сегодня. - 2009. - №8. - С.37 - 42.

57. Образцов, И. Ф. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов/И. Ф. Образцов, Л. М. Савельев, X. С. Хазанов. - М.: Высшая школа, 1985. - 392 с.

58. Огар, П. М. Оптимальное проектирование затворов трубопроводной арматуры/П. М. Огар, В. А. Тарасов, И. И. Корсак. - Братск: Братский государственный университет, 2012. - 145 с.

59. Пат. 121336 Российская Федерация, МПК F16L23/02. Разъемное соединение/Г. Д. Гридин, К. А. Кузнецов, В. О. Хабуев; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2011125669/06; заявл. 22.06.2011; опубл. 20.10.2012. - 3 с.

60. Пат. 2 618 631 Российская Федерация, 16J 13/16 (2006.01). Устройство для запирания крышки сосуда, работающего под давлением/В. К. Погодин [и др.]; заявитель и патентообладатель Акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения" (ОАО "ИркутскНИИхиммаш"). - №2015157287; заявл. 30.12.2015; опубл. 05.05.2017, Бюл. №13. - 7 с.

61. Пат. 2280209 Российская Федерация, МПК F16L21/02. Разъемное соединение/В. К. Погодин [и др.]; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2005121860/06; заявл. 11.07.2005; опубл. 20.07.2006. - 3 с.

62. Пат. 2280210 Российская Федерация, МПК F16L23/02. Разъемное соединение/В. К. Погодин [и др.]; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2005103073/06; заявл. 07.02.2005; опубл. 20.07.2006. - 3 с.

63. Пат. 2322632 Российская Федерация, МПК F16L21/02. Разъемное соединение/В. К. Погодин [и др.]; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2006128541/06; заявл. 04.08.2006; опубл.

20.07.2008, Бюл. № 20/2008. - 3 с.

64. Пат. 2440534 Российская Федерация, МПК F16L21/00. Разъемное соединение/Г. Д. Гридин, К. А. Кузнецов; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2010124228/06; заявл. 11.06.2010; опубл. 20.01.2012. - 3 с.

65. Пат. 88096 на полезную модель, МПК F16L23/02. Разъемное соединение/В. К. Погодин [и др.]; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Иркутский научно - исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения". - №2009122028/22; заявл. 08.06.2009; опубл.

27.10.2009. - 10 с.

66. Перельмутер, А. В. Использование метода квадратичного программирования для расчета систем с односторонними связями/А. В. Перельмутер//Исследования по теории сооружений. - 1972. - №19. - С.138 - 147.

67. Перельмутер, А. В. К расчету систем с односторонними дискретными связями/А. В. Перельмутер//Строительная механика и расчет сооружений. - 1976. - №1. - С.23 - 31.

68. Перельмутер, А. В. О сходимости процесса уточненной рабочей системы/А. В. Перельмутер//Строительная механика и расчет сооружений. - 1978. - №5. - С.76 - 77.

69. Перельмутер, А. В. Элементы теории систем с односторонними связями/А. В. Перельмутер. - М.: Наука, 1969. - 128 с.

70. ПНАЭ Г - 7 - 002 - 86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. - Госатомэнергонадзор СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с. - (Правила и нормы в атомной энергетике).

71. Погодин, В. К. Концепция обеспечения герметичности разъемных соединений оборудования высокого давления/В. К. Погодин, Б. Н. Махонькин, А. Н. Актуганов//Химическая техника. - 2010. - №2. - С.15 - 17.

72. Погодин, В. К. Разработка новых бугельных разъемных соединений взамен фланцевых/В. К. Погодин, Н. А. Верхозин, К. А. Кузнецов//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2011. - №S. - С. 140 - 147.

73. Погодин, В. К. Разъемные соединения и герметизация в оборудовании высокого давления/В. К. Погодин. - Иркутск: ИркутскНИИхиммаш, 2001. - 405 с.

74. Погодин, В. К. Разъемные соединения. Технология применения в оборудовании под избыточным давлением. В 2 т. Т.1. Проектирование/В. К. Погодин. - Братск: Изд - во БрГУ, 2013. - 366 с.

75. Погодин, В. К. Технология и техника обеспечения герметичности разъемных соединений оборудования высокого давления: дис. ... д - ра техн. наук/В.К. Погодин. - М., 2000. - 357 с.

76. Подгорный, А. Н. Задачи контактного взаимодействия элементов конструкций/А. Н. Подгорный, П. П. Гонтаровский, Б. Н. Киркач. - Киев: Наукова думка, 1989. - 232 с.

77. Портаев, Л. П. Методы расчета систем с дискретными односторонними связями/Л. П. Портаев//Строительная механика и расчет сооружений. - 1976. - №6. - С.67 - 71.

78. Постнов, В. А. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций/В. А. Постнов, И. Я. Хархурим. - Л.: Судостроение, 1974. - 344 с.

79. Постнов, В. А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных конструкций/В. А. Постнов, С. А. Дмитриев. - Л.: Судостроение, 1979. - 288 с.

80. Постнов, В. А. Численные методы расчета судовых конструкций/В. А. Постнов. - Л.: Судостроение, 1977. - 280 с.

81. Преженцева, В. В. Доказательство совместимости конечных элементов различных топологических типов/В. В. Преженцева, В. В. Безделев//Новые технологии в инвестиционно - строительной сфере и ЖКХ. Сборник научных трудов. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2005. - Т.1., №2. - С.15 - 19.

82. Преженцева, В. В. Иерархия двумерных и трехмерных конечных элементов с переменным числом узлов в программной системе COMPASS/В. В. Преженцева, В.

B. Безделев//Вестник НГАСУ. - 2005. - Т.8., №2. - С.71 - 78.

83. Преженцева, В. В. Иерархия объемных конечных элементов с переменным числом узлов на ребрах/В. В. Преженцева//Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2004. - Т.20., №4. - С.179 - 180.

84. Преженцева, В. В. Функции формы тетраэдрального конечного элемента с переменным числом промежуточных узлов на ребрах/В. В. Преженцева, В. В. Безделев//Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2007. - Т.30., №2. - С.91 - 98.

85. Применение программной системы COMPASS для расчета машиностроительных деталей и конструкций./С. Ю. Трутаев [и др.]//Материалы III международной конференции «Проблемы механики современных машин » - Улан - Удэ, 2006. - Т.3. -

C.82 - 86.

86. Программа структурного мониторинга технологического оборудования, зданий и сооружений (MStruct): свидетельство об офиц. регистрации программы для ЭВМ №2014619601 Рос. Федерация /С. Ю. Трутаев, В. В. Трутаева; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Иркутский научно -исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения» (ОАО «ИркутскНИИхиммаш»). - №2014617158; заявл. 22.07.2014; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 18.09.2014. - [1] с.

87. Продан, В. Д. Герметичность разъемных неподвижных соединений машин и аппаратов химических производств/В. Д. Продан. - М.: МИХМ, 1984. - 71 с.

88. Продан, В. Д. Герметичность разъемных соединений оборудования, эксплуатируемого под давлением рабочей среды: учебное пособие /В. Д. Продан. -Тамбов: Изд - во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2012. - 280 с.

89. Продан, В. Д. Исследование условий герметизации плоских упругих неподвижных соединений/В. Д. Продан, О. В. Румянцев//Химическое и нефтяное машиностроение. - 1971. - №4. - С.3 - 5.

90. Пыхалов, А. А. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин/А. А. Пыхалов, А. Е. Милов. - Иркутск: ИрГТУ, 2007. - 192 с.

91. Рабинович, И. М. Вопросы теории статического расчета сооружений с односторонними связями/И. М. Рабинович. - М.: Стройиздат, 1975. - 144 с.

92. Разработка, исследование и внедрение новых конструкций бугельных разъемных соединений взамен фланцевых в оборудовании высокого давления ОАО «АНХК». В 5 т. Т.3. Разработка инженерной методики и программы расчета бугельного соединения/В. К. Погодин [и др.] - Иркутск: ОАО "ИркутскНИИхиммаш", 2005. - 84 с.

93. Разъемные соединения с фторопластовыми уплотнениями: справочник/В. Д. Продан [и др.] - М.: Тривола, 1995. - 180 с.

94. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник/В. И. Мяченков [и др.]; ред. В. И. Мяченков - М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

95. Регулирование, синтез, оптимизация (избранные задачи по строительной механике и теории упругости)/Н. П. Абовский [и др.] - Красноярск: Изд. Красноярского университета, 1985. - 384 с.

96. Резников, Л. М. К расчету систем с односторонними связями/Л. М. Резников//Строительная механика и расчет сооружений. - 1977. - №3. - С.54 - 56.

97. Рейтман, М. И. Методы оптимального проектирования деформируемых тел: постановки и способы решения/М. И. Рейтман, Г. С. Шапиро. - М.: Наука, 1976. -265 с.

98. Розин, Л. А. Расчет гидротехнических сооружений на ЭЦВМ: метод конечных элементов/Л. А. Розин. - М.: Энергия, 1971. - 214 с.

99. Румянцев, О. В. Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности/О. В. Румянцев. - М.: Химия, 1970. - 375 с.

100. Сергеев, Н. Д. Проблемы оптимального проектирования конструкций/Н. Д. Сергеев, А. Н. Богатырев. - М.: Стройиздат, 1971. - 136 с.

101. Сопротивление материалов/Г. С. Писаренко [и др.]. - 4 - е изд., перераб. и доп. -Киев: Вища школа, 1979. - 696 с.

102. Ткачев, А. Г. Исследование соединений с радиально - осевым самоуплотнением для агрегатов химических производств: дис. ... канд. техн. наук/А.Г, Ткачев. - М., 1978. -186 с.

103. Трутаева, В. В. О механизмах контактного взаимодействия деталей бугельных разъемных соединений/В. В. Трутаева, В. К. Погодин, С. Ю. Трутаев//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование - Иркутск: Иркутский государственный университет путей сообщения, 2016. - №4(52). - С.44 - 48.

104. Трутаева, В. В. Оптимизация формы сбросного аварийного клапана ДУ60 РУ 2500кг/см2 с помощью программной системы COPMASS/В. В. Трутаева, В. В. Безделев, С. Ю. Трутаев//Материалы I Всероссийской конференции «Проблемы оптимального проектирования сооружений» (8 - 10 апреля 2008 г. НГАСУ). -Новосибирск, 2008. - С.77 - 82.

105. Трутаева, В. В. Применение программной системы COMPASS для расчета машиностроительных деталей и конструкций./В. В. Трутаева, В. К. Погодин, В. В. Безделев//Материалы III международной конференции «Проблемы механики современных машин» - Улан - Удэ, 2006. - Т.3. - С.82 - 86.

106. Трутаева, В. В. Разработка иерархии конечных элементов с переменным числом узлов на ребрах для исследования напряженно - деформированного состояния объектов машиностроения/В. В. Трутаева, С. Ю. Трутаев//Системы.Методы.Технологии. - Братск: Братский государственный университет , 2014. - №3(23). - С.90 - 94.

107. Трутаева, В. В. Разработка математического аппарата для исследования напряженно - деформированного состояния объектов машиностроения/В. В. Трутаева, С. Ю. Трутаев//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: Иркутский государственный университет путей сообщения, 2014. - №3(43). - С.33 -37.

108. Трутаева, В. В. Разработка методов оптимального проектирования разъемных соединений высокого давления/В. В. Трутаева, С. Ю. Трутаев, В. К. Погодин//Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2015. - №9. - С.22 - 25.

109. Трутаева, В. В. Расчетное и экспериментальное исследование линейно - упругого деформирования деталей бугельных разъемных соединений/В. В. Трутаева, В. К. Погодин, С. Ю. Трутаев//Системы. Методы. Технологии - Братск: Братский государственный университет, 2016. - №4(32). - С.51 - 56.

110. Трутаева, В. В. Топологическая совместимость объемных конечных элементов с переменным числом узлов на ребрах/В. В. Трутаева, В. В. Безделев//Материалы III международной конференции «Проблемы механики современных машин» - Улан -Удэ, 2006. - Т.1. - С.246 - 249.

111. Уплотнения и уплотнительная техника: справочник/Л. А. Кондаков [и др.]; ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова - М.: Машиностроение, 1994. - 448 с.

112. Фельдман, Э. Б. Исследование механизма работы двойного конического затвора сосудов высокого давления/Э. Б. Фельдман, О. В. Румянцев, Г. К. Уйк//Химическое и нефтяное машиностроение. - 1968. - №7. - С.26 - 27.

113. Флетчер, К. Численные методы на основе метода Галеркина/К. Флетчер. - М.: Мир, 1988. - 352 с.

114. Хог, Э. Прикладное оптимальное проектирование. Механические системы и конструкции/Э. Хог, Я. С. Арора. - М.: Мир, 1983. - 478 с.

115. Чирас, А. А. Математические модели анализа и оптимизации упругопластичных систем/А. А. Чирас. - Вильнюс: Мокслас, 1982. - 112 с.

116. Шапошников, Н. Н. Расчет пластинок на изгиб по методу конечного элемента/Н. Н. Шапошников//Труды моск, ин - та инж. транспорта. - 1968. - №260. - С.134 - 144.

117. Шмит, Л. А. Возникновение и развитие методов синтеза конструкций/Л. А. Шмит//Ракетная техника и космонавтика. - 1981. - Т.19., №11. - С.3 - 22.

118. A Bezier - based moving mesh framework for simulation with elastic membranes/D. Cardoze [et al.]//Proc. 13th Int. Meshing Roundtable. - 2004. - P.71 - 80.

119. A Comparison of Mesh Morphing Methods for 3D Shape Optimization/M. L. Staten [et al.]//Proceedings of the 20th International Meshing Roundtable. - 2012. - P.293 - 311.

120. A mesh morphing technique for geometrically dissimilar tesselated surfaces/R. Vurputoor [et al.]//Proc. 16th Int. Meshing Roundtable. - 2007. - P.315 - 334.

121. Abid, M. Performance of a Flange Joint Using Different Gaskets Under Combined Internal Pressure and Thermal Loading/M. Abid, K. Khan, J. Chattha//Advanced Design and Manufacture to Gain a Competitive Edge. - 2008. - №7. - P.855 - 864.

122. Al - Sannaa, M. Two dimensional finite element analisis for large diameter steel flanges/M. Al - Sannaa, A. Alghamdi//The 6th Saudi Engineering Conference - Dhahran, 2002. - Vol.5. - P.397 - 408.

123. Argyris, J. H. Continua and discontinua: an apercu of recent developments of the matrix displacement method/J. H. Argyris; Wright Patterson Air Force Base. - 1965. - 260 p.

124. Argyris, J. H. Matrix analysis of three - dimensional elastic media - small and large displacements/J. H. Argyris//AIAA Journal. - 1965. - Vol.3., №1. - P.45 - 51.

125. Argyris, J. H. Three - dimensional analysis of two arch dams by a finite element method/J. H. Argyris, J. C. Redshaw//Proc. Symp. Arch. Dams. - 1968. - Vol.4. - P.31 - 34.

126. Argyris, J. H. Three - dimensional anisotropic and inhomogeneous elastic media matrix analysis for small and large displacements/J. H. Argyris//Ingenieur Archiv. - 1965. -Vol.34., №1. - P.33 - 55.

127. ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division I "Rules for Construction of. Pressure Vessels". - 2007. - 775 p.

128. ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division II "'Alternative Rules for Pressure Vessels". - 2007. - 978 p.

129. Babuska, I. On the angle condition in the finite element method/I. Babuska, A. K. Aziz//SIAM Journal on Numerical Analysis. - 1976. - Vol.13., №2. - P.214 - 226.

130. Baker, T. J. Mesh movement and metamorphosis/T. J. Baker//Proc. 10th Int. Meshing Roundtable. - 2001. - P.387 - 396.

131. Barequet, G. Piecewise - linear interpolation between polygonal slices/G. Barequet, M. Sharir//Proceedings of 10th ACM Symposium on Computational Geometry. - 1994. - P.93 - 102.

132. Bathe, K. J. A Simple and Effective Pipe Elbow Element - Linear Analysis/K. J. Bathe, C. A. Almeida//J. Appl. Mech.,Transactions of the ASME. - 1980. - Vol.47., №1. - P.93 -100.

133. Bathe, K. J. A Simple and Effective Pipe Elbow Element - Pressure Stiffening Effects/K. J. Bathe, C. A. Almeida//J. Appl. Mech.,Transactions of the ASME. - 1982. - Vol.49. - P.914 - 916.

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

Bern, M. Mesh Generation and Optimal Triangulation/M. Bern, D. Eppstein/Computing in Euclidean Geometry - Singapore: World Scientific, 1992. - Vol.1. - P.23 - 90. Bern, M. Provably Good Mesh Generation/M. Bern, D. Eppstein, J. R. Gilbert//Proceedings of 31st Annual Symposium on Foundations of Computer Science Roundtable. - 1990. - Vol.3. - P.231-241.

Bickford, J. H. Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints/J. H. Bickford. -1995. - 992 p. - (Third Edition). - ISBN 0824792971.

Bierl, A. Zeckraten von Dichtelementen/A. Bierl//Chemie Ingenieur Technik. - 1977. -Vol.49., №2. - P.89 - 95.

Bouzid, A. Analytical Modeling of the Contact Stress with Nonlinear Gaskets/A. Bouzid, M. Derenne//Journal Pressure Vessel Technology. - 2002. - Vol.124. - P.47 - 53. Bowyer, A. Computing Dirichlet Tessellations/A. Bowyer//SIAM Journal of Sci. Stat. Computing. - 1981. - Vol.24., №2. - P.162-166.

Brandt, A. M. Criteria and methods of structural Optimization/A. M. Brandt. - 1984. - 538 p.

Brown, W. Determination of Gasket Stress Levels during High Temperature Flange Operation/W. Brown, M. Derenne, A. Bouzid//ASME Pressure Vessels and Piping Conference - Atlanta, 2001. - Vol.419. - P.185 - 192.

Bu, N. Finite element analysis of contact stress in a full - metallic pipe joint for hydrogen pipelines/N. Bu, N. Ueno, O. Fukuda//EE10 Proceedings of the 5th IASME international conference - Wisconsin, 2010. - Vol.5. - P.184 - 189.

Buratynski, E. K. A fully automatic three - dimensional mesh generator for complex geometries/E. K. Buratynski//International Journal for Numerical Methods in Engineering.

- 1990. - Vol.30. - P.931-952.

Coons, S. A. Surfaces for computer aided design of space form/S. A. Coons; Massachusets Institute of technology. - 1967. - 104 p.

Dai, M. Adaptive tetrahedral meshing in free - surface flow/M. Dai, D. P. Schmidt//J. Comp. Phys. - 2005. - Vol.208. - P.228 - 252.

Dekker, C. J. Improved Design Rules for Pipe clamp connectors/C. J. Dekker, W. J. Stikvoort//International Journals for Pressure Vessels and Piping. - 2004. - Vol.81. - P.141

- 157.

Doc VI/PT/PT2.8b Rev0. TECHLOK clamp connector. Technical data. - 32 p.

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

Dwyer, R. A. Higher - dimensional voronoi diagrams in linear expected time/R. A. Dwyer//Discrete and Computational Geometry Roundtable. - 1991. - Vol.6. - P.343-367. Ergatoudis, J. Three Dimensional Analysis of Arch Dams and Their Foundations/J. Ergatoudis, B. M. Irons, O. C. Zienkiewicz//Proc. Symp. Arch Dams. - 1968. - Vol.4. -P.37 - 50.

Fjeld, S. A. Three dimensional theory of elastics/S. A. Fjeld//Finite Element Methods in Stress Analysis. - 1969. - P.155 - 172.

Fleischmann, P. Three - Dimensional Delaunay Mesh Generation Using a Modified Advancing Front Approach/P. Fleischmann, S. Selberherr//Proceedings of the 6th International Meshing Roundtable. - 1997. - P.267-278.

Forrest, A. R. Curves and Surfaces for Computer Aided Design/A. R. Forrest//Aided Design Group. - 1968.

Francawilla, A. A note on numerical computation of elastic contact problem/A. Francawilla, O. C. Zienkiewicz//Int. J. Num. Meth. Eng. - 1975. - Vol.9., №4. - P.913 -924.

Fukuoka, T. Finite Element Analysis of the Thermal and Mechanical Behaviours of a Bolted Joint/T. Fukuoka//Journal of Pressure Vessel Technology,. - 2005. - Vol.127. -P.402 - 407.

G - LOK. Galperti clamps connectors. Products catalog. - 37 p.

Gallagher, H. Stress Analysis of Heated Complex Shapes/H. Gallagher, J. Padlog, P. P.

Bijlaard//ARS Journal. - 1962. - Vol.32., №5. - P.700 - 707.

GLOC - 105 - 12 - 02 - A4 - 1. Grayloc Products Catalog. - 32 p.

GLOC - 106 - Rev.E. Installation and Maintenance of the Grayloc® Connector. - 4 p.

Guideline No. GD - ED - 2214. Marman clamp system design guidelines. - NASA

Goddard Space Flight Centre, 2000. - 8 p.

Irons, B. M. Comment of ref. 1/B. M. Irons, J. G. Ergatoudis, O. C. Zienkiewicz//Trans. Roy. Aero. Soc. - 1968. - Vol.72. - P.709 - 711.

Irons, B. M. Engineering applications of numerical integration in stiffness methods/B. M. Irons//AIAA Journal. - 1966. - Vol.4., №11. - P.2035 - 2037.

Irons, B. M. Numerical Integration Applied to Finite Element Methods/B. M. Irons//Conf. Use of Digital Computers in Structural Engineering. - 1966.

163. Isoparametric and associated element families for two and three dimensional analysis/O. C. Zienkiewicz [et al.]//Finite Element Method in Stress Analysis. - 1969. - P.383-432.

164. Joe, B. Three - dimensional triangulations from local transformations/B. Joe//SIAM Journal of Sci. Stat. Computing. - 1989. - Vol.10. - P.718 - 741.

165. Khawaja, A. Adaptive Hybrid Grids for Diverse Industrial Applications/A. Khawaja, Y. Kallinderis, H. McMorris//Proceedings of the 7th International Meshing Roundtable. -1998. - P.167-184.

166. Kohmura, S. The Design of Aluminium Bolted Flange Connections : 2nd Report, Relationship between Stresses and Bending Flexibility in Integral Hub Flanges/S. Kohmura//Bulletin of JSME . - 1986. - Vol.29., №249. - P.1026 - 1032.

167. Krishna, M. M. A study on the sealing performance of bolted flange joints with gaskets using finite element analysis/M. M. Krishna, M. S. Shunmugam, N. S. Prasad//International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2007. - Vol.84. - P.349 -357.

168. Leakage analysis of gasketed flange joints under combined internap pressure and thermal loading/M. Abid [et al.]//ASME Pressure Vessels and Piping Conference. - 2011. - P.1017

- 1025.

169. Li, R. Moving mesh methods in multiple dimensions based on harmonic maps/R. Li, T. Tang, P. Zhang//J. Comp. Phys. - 2001. - Vol.170. - P.562 - 588.

170. Lohner, R. Parallel Advancing Front Grid Generation/R. Lohner, J. R. Cebral//Proceedings of the 8th International Meshing Roundtable. - 1999. - P.67-74.

171. Marcum, D. L. Unstructured Surface Grid Generation Using GlobalMapping and Physical Space Approximation/D. L. Marcum, A. Gaither//Proceedings of the 8th International Meshing Roundtable. - 1999. - P.397-406.

172. Melosh, R. J. Structural analysis of solids/R. J. Melosh//Journal of the Structural Division.

- 1963. - Vol.89., №4. - P.205 - 248.

173. Metal to metal flanges leakage analysis/L. Bertini [et al.]//Proceedings of the ASME 2009 Pressure Vessels and Piping Division Conference - Prague, 2009. - Vol.6. - P.149 - 158.

174. Mikesell, W. R. Application of Primary Sealing Criteria to a Self Energized Gasket/W. R. Mikesell, R. T. Brown//ASME J. Eng. Ind. - 1969. - Vol.91. - P.553 - 561.

175. Mogri, M. Deformation and Stresses Generated on The Bolted Flange Joint Assembly and The Grayloc Clamp Connector at Elevated Temperatures: theses.master of Applied Science/M.Mogri. - 2014. - 151 p.

176. Nishioka, K. Strength of integral pipe flanges: No.1 Stress Distribution in Flange and the Criticism of the Conventional Standards/K. Nishioka, Y. Morita, H. Kawashima//Bulletin of JSME . - 1979. - Vol.22., №174. - P.1705 - 1711.

177. Nishioka, K. Strength of integral pipe flanges: No.2 Gasket Seating Stress and the Influence of Number of Bolts/K. Nishioka, Y. Morita, H. Kawashima//Bulletin of JSME . -1979. - Vol.22., №174. - P.1712 - 1718.

178. Owen, S. J. A survey of unstructured mesh generation technology/S. J. Owen//Proceedings, 7th International Meshing Roundtabl. - 1998. - P.239 - 267.

179. Qin, Z. Y. Dynamic analysis of clamp band joint system subjected to axial vibration/Z. Y. Qin, S. Z. Yan, F. L. Chu//J. Sound Vib. - 2010. - Vol.329. - P.4486 - 4500.

180. Qin, Z. Y. Finite element analysis of the clamp band joint/Z. Y. Qin, S. Z. Yan, F. L. Chu//Applied Mathematical Modelling. - 2012. - Vol.36. - P.463 - 477.

181. Rajan, V. T. Optimality of the Delaunay triangulation in Rd/V. T. Rajan//Proceedings of 7th ACM Symposium on Computational Geometry. - 1991. - P.357 - 363.

182. Rashid, Y. R. Pressure vessel analysis by finite element techniques/Y. R. Rashid, W. Rockenhauser//Proc. conf. of Prestressed Concrete Pressure Vessels. - 1968. - P.375 - 383.

183. Robert, D. T. Nonlinear finite element evaluation of marman clamp structural capability/D. T. Robert, E. Michael//Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. - 1994. - Vol.1. - P.320 - 330.

184. Rome, J. I. Techniques for Finite Element Analysis of Clamp Band Systems/J. I. Rome, V. K. Goyal, N. E. Martino//50th Aerospace Conference - California, 2009. - P.51 - 60.

185. Sawa, T. A Stress Analysis of Pipe Flange Connections/T. Sawa, N. Higurashi, H. Akagawa//Journal of Pressure Vessel Technology. - 1991. - Vol.113. - P.497 - 503.

186. Seveno, E. Towards an adaptive advancing front method/E. Seveno//Proceedings of the 6th International Meshing Roundtable. - 1997. - P.349-360.

187. Shephard, M. Automatic three dimensional mesh generation by the finite octree technique/M. Shephard, M. Georges//International Journal for Numerical Methods in Engineering. - 1991. - Vol.32. - P.709-749.

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

Shewchuk, J. R. Lecture Notes on Delaunay Mesh Generation/J. R. Shewchuk. - Berkeley, CA: Department of Electrical Engineering and Computer Science University of California at Berkeley, 1999. - 115 p.

Shoghi, K. Stress in a flat section band clamp/K. Shoghi, H. V. Rao, S. M. Barrans//J. Mech. Eng. Sci. - 2003. - Vol.217., №7. - P.821 - 830.

Shoghi, K. Stress in V - section band clamps/K. Shoghi, H. V. Rao, S. M. Barrans//J. Mech. Eng. Sci. - 2004. - Vol.218., №3. - P.251 - 262.

Shontz, S. M. A mesh warping algorithm based on weighted Laplacian smoothing/S. M.

Shontz, S. A. Vavasis//Proc. 12th Int. Meshing Roundtable. - 2003. - P.147 - 158.

Shontz, S. M. Analysis of and workarounds for element reversal for a finite element -

based algorithm for warping triangular and tetrahedral meshes/S. M. Shontz, S. A.

Vavasis//BIT, Numerical Mathematics. - 2010. - Vol.50. - P.863 - 884.

Sigal, I. A. Mesh - morphing algorithms for specimen - specific finite element modeling/I.

A. Sigal, M. R. Hardisty, C. M. Whyne//J. Biomech. - 2008. - №41(7). - P.1381 - 1389.

Signorini, A. Questioni oli elastisiti non linearizzata o semilinearizzata /A.

Signorini//Rend. di. Matem e della sul appl. - 1959. - Vol.18. - P.17 - 31.

Stein, K. Mesh moving techniques fluid - structure interactions with large

displacements/K. Stein, T. Tezduyar, R. Benney//Trans. ASME 2003. - 2003. - Vol.70. -

P.58 - 63.

Stiffness and deflection analysis of complex structures/M. J. Turner [et al.]//J. Aeronaut, Sci. - 1956. - Vol.28. - P.805 - 823.

Taig, I. C. Structural Analysis by the Matrix Displacement Method/I. C. Taig//English Electric Aviation Report. - 1961. - №S017.

TF100 - 14E. EATON Aerospace Group.Industrial Clamp Products. - 48 p. Toa Valve Engineering Inc. Products catalog. - 140 p.

Trutaeva, V. V. Development of Methods of Optimal Design of High - Pressure Releasable Connections/V. V. Trutaeva, V. K. Pogodin, S. Y. Trutaev//Chemical and Petroleum Engineering. - 2016. - Vol.51., №9. - P.609 - 612.

Wasiutynski, Z. The present state of knowledge in the field of optimum design of structures/Z. Wasiutynski, A. Brandt//Appl. Mech. Rev. - 1963. - Vol.16., №6. - P.341 -350.

202. Watson, D. F. Computing the n - dimensional Delaunay Tessellation with Application to Voronoi Polytopes/D. F. Watson//Computer Journal Roundtable. - 1981. - Vol.24., №2. -P.167-172.

203. Wriggers, P. Finite Element Algorithms for Contact Problems/P. Wriggers//Archive Comput. Meth. En. - 1995. - Vol.2. - P.1 - 49.

204. Yerry, M. A. A modifed quadtree approach to finite element mesh generation/M. A. Yerry, M. S. Shephard//IEEE Computer Graphics and Applications Roundtable. - 1983. - Vol.3. -P.39 - 46.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 КОПИИ ДОКУМЕНТОВ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИХ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Адрес для переписки с патентообладателем или его представителем, который будет опубликован в официальном бюллетене

указан на лицевой стороне бланка решения_

Адрес для направления патента

указан на лицевой стороне бланка решения_

В результате экспертизы заявки по существу, проведенной в соответствии со статьей 1386 и пунктом 1 статьи 1387 Гражданского кодекса Российской Федерации, введенного в действие Федеральным законом от 12 марта 2014 г. № 35-Ф3 (далее - Кодекс), в отношении первоначальной формулы изобретения установлено соответствие заявленного изобретения требованиям статьи 1349 Кодекса, условиям патентоспособности, установленным статьей 1350 Кодекса, и соответствие документов заявки требованию достаточности раскрытия сущности изобретения, установленному пунктом 2 статьи 1375 Кодекса, Формула изобретения приведена на странице(ах) 3-5.