Vliv výrobních imperfekcí na stabilitu tenkostěnné skořepinové konstrukce

Abstract

Práce se zabývá analýzou stability tenkostěnné skořepinové konstrukce - vertikální nerezové nádrže - s výraznými výrobními imperfekcemi. V rámci tohoto článku je provedena podrobná výpočtová MKP analýza stability středové části válcového pláště nádrže na maximální vnější přetlak 0,1 MPa (vakuum). Při počítačové simulaci daného problému jsou uvažovány analýzy LBA, GMNA, GMNIA. Při výpočtech jsou uvažovány vlivy jednotlivých konstrukčních dílů na celkové vlastnosti konstrukce. Je proveden odhad tvaru boulení válcového pláště a kontrola stability válcového pláště. Z provedených výpočtů vyplývá, že stabilitu tenkostěnné skořepinové konstrukce s nadměrnými imperfekcemi je třeba ověřit numericky. Z porovnání výsledků numerické nelineární analýzy a výpočtu podle Evropského doporučení ECCS vyplývá téměř dvojnásobný rozdíl v bezpečné odolnosti nádrže proti ztrátě stability. To znamená, že v tomto případě by respektování výsledků podle ECCS mohlo být výrazně na straně nebezpečné a vést v krajním případě i k havárii konstrukce. Důležitým faktorem při ztrátě stability je afinita tvaru stabilitního boulení reálné (imperfektní) skořepiny k přirozenému tvaru boulení ideální skořepiny. Výpočtovou simulací s využitím lineární a nelineární analýzy ideální skořepiny vyplývá rozdíl v počtu obvodových vln v okamžiku ztráty stability. Bylo zjištěno, že se nemění u konstrukce v průběhu ztráty stability tvar boulení, tzn. počet obvodových vln. Navzdory tomu je pro zabezpečení spolehlivosti výsledků zcela nezbytné při řešení ztráty stability pláště nádrže s nadměrnými imperfekcemi provést opakovaně nelineární analýzu imperfektní konstrukce GMNIA pro počáteční imperfekce s různým počtem obvodových vln.