Nozzle-FEM est offert aux utilisateurs du logiciel Start-Prof.
L’intégration de PASS/START-PROF et de PASS/NOZZLE-FEM est un module gratuit qui permet de recourir au calcul par éléments finis, avec des éléments de coque, pour déterminer le coefficient d’intensification de contrainte (SIF) et les coefficients de flexibilité k, les charges admissibles sur les piquages, et d’analyser les contraintes dans les éléments critiques. Ce module permet de dépasser les limites d’application des codes et de calculer SIF, k et charges admissibles de façon plus précise et moins conservative, ce qui économise de la matière et réduit le coût de la tuyauterie.
Le logiciel PASS/NOZZLE-FEM doit être installé sur la même machine que PASS/START-PROF. PASS/NOZZLE-FEM utilise alors la licence de la clé PASS/START-PROF. PASS/START-PROF lance PASS/NOZZLE-FEM et communique avec lui automatiquement.
Les formules de SIF et de k de l’ASME B31, de l’ASME B31J, de l’EN 13480 et d’autres codes présentent les limites suivantes :
- D/t<100 pour l’ASME B31, où D est le diamètre du tube et t l’épaisseur de paroi ;
- l’axe du piquage doit être perpendiculaire à la surface du tube principal, à 5 degrés près ;
- non applicable aux patins-supports (trunnions).
Limites de l’ASME B31 et de l’ASME B31J
L’intégration de PASS/START-PROF et de PASS/NOZZLE-FEM permet de dépasser ces limites et d’améliorer aussi la précision des valeurs de SIF et de k qui les respectent. Vous pouvez calculer SIF et k pour des configurations non standard : té oblique à 45 degrés, patins-supports, coudes et tés avec D/t>100, etc.
Les documents WRC 297 et WRC 537, pour le calcul de la raideur et des contraintes des piquages, présentent les limites suivantes :
- limites du WRC 297 : d/D<0,5, 20<d/t<100, 20<D/T<2500, d/t>5, où d est le diamètre du piquage, D le diamètre de l’appareil, t l’épaisseur de paroi du piquage et T celle de l’appareil ;
- limites du WRC 537 : d/D<0,33, (D−T)/T>50.
Les WRC 297 et 537 ne s’appliquent qu’aux
- piquages non pénétrants, perpendiculaires à la surface de l’appareil ;
- sans renfort ;
- coques cylindriques et sphériques uniquement (applicables aussi aux fonds ellipsoïdaux).
Les WRC 297 et 537 ne s’appliquent pas aux
- piquages tangentiels ;
- piquages non perpendiculaires à la surface de l’appareil ;
- piquages pénétrant à l’intérieur de l’appareil ;
- patins-supports (trunnions) ;
- piquages avec renfort ;
- coques coniques, fonds plats, plaques rectangulaires.
L’intégration de PASS/START-PROF et de PASS/NOZZLE-FEM permet de dépasser toutes ces limites : piquages non radiaux, pénétrants, avec renfort, raccordés à une plaque rectangulaire, à une coque conique, à un fond plat, piquage de réservoir de stockage, etc.
Liste des fonctions offertes par la version actuelle du module d’intégration PASS/START-PROF – PASS/NOZZLE-FEM :
- calcul du SIF et de k pour coude, coude cintré par induction, coude personnalisé
- calcul du SIF et de k pour té à souder, té mécanosoudé, té personnalisé
- calcul du SIF et de k pour patin-support sur coude et patin-support sur tube
- calcul des charges admissibles et de la flexibilité pour piquage d’appareil et piquage de réservoir
- calcul et vérification des contraintes selon les codes ASME VIII Div. 1, ASME VIII Div. 2, EN 13445-3, JB 4732, GOST 34233.1 et PNAE G-7-002-86 pour piquage d’appareil et piquage de réservoir
Pour activer cette interface d’intégration, il suffit de cocher « Use FEM for SIF and k-factors » dans les paramètres du projet.
Dans les boîtes de dialogue de tous les coudes, tés et patins-supports, le bouton « SIF » apparaît, ainsi que l’option « Refresh SIF and k using FEA ». Cliquez sur le bouton SIF pour voir les valeurs de SIF et de k qui seront utilisées dans l’analyse des contraintes. Pour actualiser ces valeurs sur un élément donné, il suffit de cliquer sur le bouton Calc . Le calcul par éléments finis du SIF et de k est alors effectué immédiatement pour cet élément.
Si l’option « Refresh SIF and k using FEA » est désactivée, le SIF, les coefficients k et les charges admissibles sur les piquages ne sont pas recalculés automatiquement au lancement de l’analyse. Vous ne pouvez les actualiser qu’à la main, en appuyant sur le bouton « Calc », ou saisir les valeurs vous-même.
Si l’option « Refresh SIF and k using FEA » est activée, le logiciel vérifie au lancement de l’analyse si les données d’entrée de l’élément ont changé et, en cas d’écart, affiche la boîte de dialogue suivante :
- Recalculate all objects – les valeurs de SIF, de k et de charges admissibles sont recalculées pour tous les objets ;
- Recalculate only objects with changed data and new ones – les valeurs de SIF, de k et de charges admissibles ne sont recalculées que pour les objets dont les données d’entrée ont changé ;
- Do not recalculate – les valeurs de SIF, de k et de charges admissibles ne sont recalculées pour aucun objet.
Pour optimiser le calcul, tous les objets identiques sont automatiquement regroupés afin d’en réduire le nombre ; le calcul simultané de tous les coudes, tés, piquages et patins-supports est ensuite mené dans un processus distinct par élément, avec optimisation multicœur. Par exemple, le modèle suivant comporte 16 tés, un coude et 18 piquages. START-PROF a fusionné les éléments identiques et effectué l’analyse SIF et k pour 3 tés uniques et un coude, ainsi que le calcul de flexibilité et de charges admissibles pour 3 piquages uniques. Une fois le calcul du SIF et de k terminé, l’analyse de contraintes ordinaire est réalisée, mais avec les nouvelles valeurs de SIF et de k.
Pour les éléments piquage et piquage de réservoir , vous pouvez choisir le calcul de flexibilité du piquage « by FEM » et les « allowable loads by FEM ».
Pour modifier les propriétés du piquage, cliquez sur le bouton « … ». L’interface du logiciel PASS/NOZZLE-FEM s’ouvre.
Vous pouvez y apporter toute modification, puis fermer PASS/NOZZLE-FEM. Toutes les modifications sont renvoyées à PASS/START-PROF et enregistrées dans le fichier .ctp. Le calcul automatique des flexibilités et des charges admissibles du piquage est également effectué. Pour lancer l’analyse depuis la boîte de dialogue du piquage, cliquez sur le bouton « Run FEM ».
Si l’option « by FEM » est retenue, START-PROF relance l’analyse de contraintes NOZZLE-FEM une fois l’analyse de tuyauterie terminée. Les contraintes dans le piquage sont calculées et vérifiées selon les codes ASME VIII Div. 1, ASME VIII Div. 2, EN 13445-3, JB 4732, GOST 34233.1 et PNAE G-7-002-86. Le résultat est disponible dans le tableau Loads on Nozzles and Equipment.
PASS/START-PROF crée un dossier portant le nom du fichier projet et y place, pour chaque objet, les fichiers de projet PASS/NOZZLE-FEM en vue d’une consultation ultérieure. Les rapports PASS/NOZZLE-FEM sont également enregistrés dans ce dossier, au format HTML.
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