Dispositif de filtrage industriel, en Allemagne

Projet Client

Bureau d'Etudes Peter & Partner
Ingenieur- und Sachverständigengesellschaft für Strukturmechanik
Much, en Allemagne
www.ifs-peter-partner.de

Longueur : 2,8 m | Largeur : 2,8 m | Hauteur : 3,1 m | Poids : 9,2 t
Nombre de Noeuds : 3 612 | Barres : 425 | Surfaces : 1 424 | Sections : 6

La conception et le calcul de ce dispositif de filtrage/séchage avec agitateur ont nécessité une analyse complète des contraintes et des déformations dans RFEM. La modélisation de cette structure était un grand défi du fait de ses 1 424 surfaces, 158 solides et 425 barres.

Entrée du modèle

Le filtre a été conçu avec des éléments de coque et des solides élastiques linéaires. Ses composants structurels principaux sont :

  • Dalle de sol
  • Plancher filtrant
  • Paroi avec tête torisphérique et bride annulaire au plancher
  • Eléments de fixation sur les parois
  • Plaque d'appui pour l'agitateur
  • Assemblages de tuyaux et oeillets de levage sur la tête torisphérique
  • Serpentins de circulation

L'assemblage du réservoir à la dalle de sol a été particulièrement intéressant lors de la phase de modélisation. La bride annulaire a été ajoutée comme un élément solide au bas de la plaque du réservoir. Elle a été fixée à la dalle de sol à l'aide de 53 boulons de serrage M27 distribués de façon uniforme sur toute sa circonférence pour assurer un effort de précontrainte constant.

Un contre-élément circulaire a été modélisé comme élément solide sur le mur du récipient afin d'ancrer la bride circulaire contre la dalle de sol selon les efforts de précontrainte définis. Il a donc été possible de serrer la bride du récipient contre la dalle de sol conique. Pour reproduire ce système d'assemblage sur RFEM, il a été nécessaire de définir les propriétés de contact entre les composants structuraux dans le modèle analytique.

Les éléments solides de contact pour la définition du ressort élastique ont été distribués de manière uniforme sur toute la circonférence.

Charges

Les charges suivantes ont été appliquées à la structure :

  • Pression de dimensionnement pour récipient à -1/6 bar, chauffage pour plancher plat à -1/10 bar, serpentin de chauffage à -1/10 bar
  • Charges verticales dues au poids propre et au chauffage
  • Température de dimensionnement à -20/200°C
  • Pression interne négative et positive avec dimensionnement des variations de pression de 0,0 à 3,0 pour 28 000 cycles de charge selon AD-S1 et S2
  • Charges d'agitateur pour 2 millions de cycles

Calcul dans RFEM

Cinq combinaisons de charges ont été créées à partir de cas de charges individuels et le maillage EF a été généré. Puis, à l'aide de RFEM, les efforts internes, les contraintes et les déformations ont étés calculés. En plus de l'analyse des contraintes de base, des vérifications de la résistance à la fatigue ont étés menées pour répondre aux fluctuations de pression et des charges dues à l'agitateur.

Logiciels utilisés pour l'analyse structurale

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