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INTERPRETACION DE RESULTADOS e Iteraciones de Diseño
Buenas a todos!
Traigo un caso práctico con el objetivo comprender mejor la metodología de iteración, modificación y optimización del trazado. Es decir, cómo podemos utilizar los resultados obtenidos (tensiones – fuerzas y momentos – desplazamientos) para modificar el trazado de la línea y el tipo y/o ubicación de los soportes para así llegar a un trazado óptimo que cumpla con las exigencias del código correspondiente.
DESCRIPCION DE LA LINEA
Código de diseño: EN13480 European Code
Diámetro = DN125
Material = P265GH
P.Op = 13bar
T.Op = 310°C
Trazado de la línea: Ver Imagen Trazado_Linea
RESULTADOS
El nodo A32 presenta un ratio de estrés de 0.93 a causa del caso de expansión térmica del tramo recto que quiebra a 30° (A28 a A31, abajo a la derecha en la visto iso). Esto genera, gracias a un brazo de palanca importante del tramo vertical A32-A33, un momento flector MY de 7113 [N.m] en el nodo A32, cuya magnitud, sospecho, es una de las cargas principales que genera tensiones excesivas en el nodo en cuestión.
Ver imágenes adjuntas para detalles de los resultados obtenidos.
DEBATE DE RESULTADOS
- Es correcto éste approach para encontrar las causas de tensiones elevadas sobre los nodos más solicitados? Cuáles son las pistas a seguir en las tablas de resultados?
- Cómo se deben establecer los límites de los desplazamientos en el plano cuando la interferencia con elementos cercanos no es un problema? Cómo determinamos que la magnitud de los desplazamientos es excesiva en tal caso?
- Puntos fijos (anchors) intermedios: cuáles son los criterios y buenas prácticas para incluirlos u omitirlos?
Si no fui del todo claro con el problema o faltan datos, pregunte nomás 😅
Saludos!
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7 Respuestas
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Hola @maximilianoherrero ,
Mucho gusto, voy a intentar ayudarte con tu método de trabajo en Autopipe.
Para poder hacer referencias a los desplazamientos, podrías enviar en este mismo post una captura de los desplazamientos por la carga térmica T1?
Nos dará pistas de como re-rutear y recolocar soportes.
A simple ,vista parece que necesitas una lira de mayor dimensiones y redirigir las expansiones mucho antes, pero con esa captura que te comento podremos trabajar mejor y responder las cuestiones que planteas.
Según tengo entendido puedes editar tu propio post hasta 4 días después de haberlo escrito, por lo que debería permitirte editar y subir una nueva imagen adicional.
Si no adjúntamela por separado 🙂
Saludos, gracias!
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Hola, @miguelruizautopipe !
He adjuntado una captura de la deformada del caso de expansión térmica T1. Es la segunda imagen en el carrete.
Gracias!
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Hola @maximilianoherrero !
Disculpa, aún no estoy familiarizado 100% con la plataforma y no la vi correctamente, he visto que hay más detalles del desplazamiento incluso..
Vayamos por partes y usamos tus preguntas como guía:
Es correcto éste approach para encontrar las causas de tensiones elevadas sobre los nodos más solicitados? Cuáles son las pistas a seguir en las tablas de resultados?
El approach es correcto, la forma de analizar este tipo de problemas es analizar los resultados de tensiones, en este caso un 0,93 y posteriormente analizar los desplazamientos en busca de los movimientos problemáticos.
Una vez localizados los movimientos problemáticos, necesitamos liberar soportes, rerutear o añadir nuevas restricciones para dirigir las expansiones a otro sitio.
Cómo se deben establecer los límites de los desplazamientos en el plano cuando la interferencia con elementos cercanos no es un problema? Cómo determinamos que la magnitud de los desplazamientos es excesiva en tal caso?
No existe un criterio fijo para este tipo de desplazamientos, ya que dependiendo de la dimensión del sistema y del ruteado que elijamos, podremos tener un comportamiento u otro.
<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”>Por ejemplo, para una tubería de DN125 como en este caso, puede colocarse una lira de expansión de grandes dimensiones que permita absorber una gran cantidad de desplazamiento y el sistema funcionará bien. En cambio si usamos una lira de muy pequeñas dimensiones y </font>experimenta<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”> grandes desplazamientos, funcionará de forma errónea ya que sus elementos estarán bajo una fuerte tensión.</font>
<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”>En </font>cualquier<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”> caso, el límite máximo de desplazamiento lo definen las tensiones, ten en cuenta que (salvo tuberías con extremos libres) tu sistema no podrá desplazarse de forma exagerada ya que los propios elementos que lo componen actuarán como “impedimento” para este movimiento y , si lo hace, los elementos que lo rodean alcanzarán ratios muy superiores a 1. (he llegado a ver ratios de 8 en diseños muy deficientes, y al ingeniero preocupado por los desplazamientos en otro punto del sistema 😵)</font>
<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”>Imagina el ejemplo anterior de la lira, con una lira de muy pequeñas dimensiones y un desplazamiento excesivo, antes de que puedas plantearte si el desplazamiento es excesivo o no para el sistema, Autopipe ya te habrá mostrado tensiones excesivas,</font>
<font color=”rgba(0, 0, 0, 0)” face=”inherit”>No sé si me he explicado con claridad, si no coméntamelo y lo vemos con otros ejemplos.</font>
Puntos fijos (anchors) intermedios: cuáles son los criterios y buenas prácticas para incluirlos u omitirlos?
Si tuviera que resumir el criterio principal sería:
Cuantos menos puntos fijos, MEJOR.
La tubería necesita ser libre y poder expandirse (sobre todo en ejemplos como este de 310ºC). Nuestro objetivo como diseñadores es dirigir estas expansiones hacia liras de expansión (loops) o ruteados compuestos de varios codos.
Ten en cuenta que los puntos fijos no son sólo restricciones para el desplazamiento, si no que se traducen en soportes que tendrán que aguantar una gran carga producida por la tubería a la que intentan frenar.
Siempre que puedas, intenta hacer uso de guías o line stop con algunos milímetros de gap, para que las fuerzas en los soportes se mantengan en los rangos aceptables de los fabricantes (puedes echar un ojo a catálogos de Lisega o Pihasa, por ejemplo)
En cuanto a tu ejemplo, te cuento lo que haría yo como siguiente iteración (puede que funcione o no, es cuestión de ir iterando de la forma más adecuada)
1. En rojo y verde, revisaría las dimensiones de la lira para que pueda absorber una mayor dilatación, movería el soporte más cerca del punto conflictivo y sustituiría los 2 codos por una conexión a 90 grados (mucho más flexible), puedes probar una a una, o las 3 directamente.
2. Segunda opción, azul y verde. Una segunda opción puede ser construir la lira a dos alturas y mover el soporte, si no queremos hacer uso de la conexión de dos codos de 90º o si tenemos cargas excesivas en los soportes. Recuerda, más codos, más flexibilidad.
Por último (aplicable a todas) revisa el uso de las guías. Intenta que tu sistema funcione sólo con V-stop, y restringe los movimientos únicamente donde sea necesario, lo ideal es usar las guías para que las tuberías se desplacen hacia liras o puntos pensados específicamente para ello. En tu caso veo liras que actúan de forma opuesta. (La lira A10 por ejemplo impulsa a la tubería en el eje X y la guía A18 está haciendo justo lo contrario).
Espero haberte ayudado, si quedan dudas o quieres compartir otra iteración estoy encantado de ayudar 😬
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Hola de nuevo @miguelruizautopipe !
Antes que nada, muchas por tus respuestas.
Cómo se deben establecer los límites de los desplazamientos en el plano cuando la interferencia con elementos cercanos no es un problema? Cómo determinamos que la magnitud de los desplazamientos es excesiva en tal caso?
En este caso mi pregunta apuntaba a si exiten limitaciones de flecha o desplazimientos definidas en las normas, aún si el ratio de tensiones se encuentra por debajo del limite.
Pero claro, como decís, nuestro límite lo definen las tensiones y, ya que trabajamos en el dominio elástico, si estamos por debajo de la tensión admsible, los desplazamienbtos estarán dentro del rango aceptable.
Queda claro este punto.
Analizaré la linea segun las modificaciones que me propnes y luego posteré los resultados de las nuevas iteraciones para discutirlos.
Muchas gracias!
Saludos!
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Hola @miguelruizautopipe !
Te comento que continuado con el ejemplo y he realizado las modificaciones propuestas (ajuste dimension lira y quiebre a 90° en lugar de 30°) con buenos resultados. Gracias!
Para seguir con con el tema he abierto un nuevo debate Conexiones a equipos – Bombas (https://formacion-industrial.com/foros/debate/conexiones-a-equipos-bombas/) con dudas sobre el modelado de las mismas.
Saludos!
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Genial @maximilianoherrero !
Me alegro de que mis orientaciones fueran de utilidad, le doy un vistazo a este nuevo debate y te contesto 😁
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