NanoCAD-Plattform + Start-Prof: Pipeline-Design / Sudo Null IT News

Die Planung von Rohrleitungen ist eine dringende Aufgabe für viele Branchen, darunter Energie, Wasserversorgung, Öl- und Gasindustrie, chemische Industrie, Metallurgie und Maschinenbau. Darüber hinaus ist die wichtigste Phase des Entwurfs die Durchführung von Berechnungen: Festigkeit, Steifigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen dynamische Belastungen und Temperatureinflüsse.


Reis. 1. Ein Fragment des Berechnungsmodells der Pipeline im Programm Start-Prof

Mit dem von NTP Truboprovod entwickelten Programm Start-Prof können Sie alle grundlegenden Berechnungen von Rohrleitungen schnell und effizient durchführen und dabei die Anforderungen von Industriestandards, Normen und Regeln berücksichtigen. Start-Prof verfügt über alle notwendigen Werkzeuge zum Erstellen eines geometrischen Modells von Rohrleitungen verschiedener Art: oberirdisch, unterirdisch, kryogen, Vakuum, Kunststoff usw. Meistens sind die Ausgangsdaten für einen Festigkeitsingenieur jedoch *.dwg-Zeichnungen von Konstruktionsabteilungen erhalten. In diesem Fall ist es sinnvoll, in Start-Prof ein geometrisches Modell zu importieren, das aus Segmenten der axialen Linien der Rohrleitung besteht, mit der anschließenden Verfeinerung eines solchen Modells auf das berechnete.

Im ersten Teil des Artikels stellen wir den Prozess zum Erstellen von Mittellinien in der nanoCAD-Plattform und zum Erstellen einer Tabellenvorlage zum schnellen Exportieren von Mittellinien nach Start-Prof vor, und im zweiten Teil erklären wir Ihnen, wie Sie Mittellinien importieren und die Geometrie ändern Modell zum berechneten.

Erstellen von Mittellinien in der nanoCAD-Plattform und Exportieren von Koordinaten in eine CSV-Tabelle

Wir starten nanoCAD und erstellen mit dem Segment-Befehl (roter Rahmen in Abb. 2) eine axiale Linie des Rohrleitungsabschnitts mit den Referenzpunkten (0; 0), (10; 0), (10; 2), (12; 2) , (12; 0) und (22; 0).


Reis. 2. Konstruktion der Mittellinie des Rohrleitungsabschnitts

Wir rufen den Befehl Tabelle erstellen auf (roter Rahmen in Abb. 3) und erstellen eine Tabellenvorlage: eine Zeile, acht Spalten. Nachdem Sie auf die Schaltfläche OK geklickt haben, klicken Sie auf eine leere Stelle im Modellarbeitsbereich, um die Tabelle einzufügen.


Reis. 3. Erstellen Sie eine Tabellenvorlage

Wir klicken mit der rechten Maustaste auf die Tabellenvorlage und führen dann den Befehl Bearbeiten aus (Abb. 4).


Reis. 4. Bearbeiten der Tabelle

Öffnen Sie im Tabellenbearbeitungsfenster die Dropdown-Liste Abschnitte und führen Sie dann den Befehl Berichtsabschnitt einfügen aus (Abb. 5).


Reis. 5. Bearbeiten der Tabelle

Aktivieren Sie durch Klicken mit der linken Maustaste den ersten Slot der Report Template-Zeile (2A in der Tabelle), im nächsten Schritt starten Sie den Befehl Select initial data (roter Rahmen in Abb. 6). Klicken Sie im Schnellauswahlfenster auf die Schaltfläche Rechteck (grüner Rahmen).


Reis. 6. Einstellen der Beziehung zwischen geometrischen Parametern und Informationen in der Tabelle

Dann strecken wir das gesamte Rechteck so, dass alle Segmente – die axialen Linien der Rohrleitung (Abb. 7) – hineinfallen.


Reis. 7. Auswahl der Segmente – axiale Linien der Pipeline

Drücken Sie im Schnellauswahlfenster auf die Schaltfläche OK (Abb. 8).


Reis. 8. Schnellauswahlfenster

Jetzt füllen wir die Tabelle aus. In die Slots der ersten Zeile tragen wir nacheinander „Menge“, „Name“, „Ende X“, „Ende Y“, „Ende Z“, „Start X“, „Start Y“, „Start Z“ ein. Geben Sie in Slot 2A den Befehl = count () ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Steckplatz 2B und wählen Sie Objekt, für Steckplatz 2C wählen Sie Objekt „Ende X“ für 2D – Objekt „Ende Y“ für 2E – Objekt „Ende Z“ für 2F – Objekt „Start X“ , für 2G – Objekt „Start Y“, für 2H – Objekt „Start Z“ (roter Rahmen in Abb. 9). Wenn die zweite Zeile gefüllt ist, werden die Zeilen von der dritten bis zur siebten Zeile mit den Koordinaten der zuvor ausgewählten Segmente gefüllt. Die Tabelle im Modellbereich wird automatisch mit aktuellen Informationen gefüllt.
Die in Abb. 9 gelbe Rahmen, optional.


Reis. 9. Füllen Sie die Tabelle aus

Aktivieren Sie im Dialogfeld „Konvertierungsoptionen“ das Kontrollkästchen „Ausgeblendete Zeilen und Spalten löschen“ und klicken Sie dann auf „OK“ (Abb. 10).
Drücken Sie im Fenster Tabelle bearbeiten die Schaltfläche Nach Excel exportieren (roter Rahmen in Abb. 10), woraufhin das Excel-Programm mit der von uns erstellten Tabelle im Arbeitsbereich gestartet wird.


Reis. 10. Tabelle nach Excel exportieren

Speichern Sie die Datei mit Excel unter einem neuen Namen im CSV-Format (Datei → Speichern unter). Geben Sie beim Speichern den Datentyp “CSV – Kommatrennzeichen” an.

Import von Mittellinien und Erstellung eines Berechnungsmodells einer Rohrleitung in Start-Prof

Wir starten das Programm Start-Prof und erstellen ein neues Projekt (grüner Rahmen in Abb. 11). Belassen Sie in den Dialogfeldern zur Projekterstellung die Standardoptionen und klicken Sie auf OK. Dann führen wir den Befehl Datei → Importieren → Aus AutoCAD (.csv) aus und wählen die zuvor erstellte CSV-Datei aus (roter Rahmen in Abb. 11).


Reis. 11. Erstellen Sie ein Projekt, importieren Sie eine CSV-Datei

Jetzt sollten Sie die Eigenschaften der Rohre einstellen, die Temperaturbelastung. Wählen Sie dazu Abschnitte der Pipeline aus: Halten Sie die Strg-Taste gedrückt und klicken Sie nacheinander mit der linken Maustaste darauf. Aktivierte Bereiche werden rot hervorgehoben. Stellen Sie im Eigenschaftenfenster die folgenden Parameter ein: Rohrdurchmesser – 219 mm, Nennrohrwandstärke – 6 mm, Rohrmaterial – 08x18n10t, Temperatur (T) – 130 °C.


Reis. 12. Bestimmung der Eigenschaften von Rohrleitungsabschnitten

Zur Vorbereitung des Berechnungsmodells zur Festlegung der Randbedingungen für die Befestigung erstellen wir weitere Knoten. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die langen (10 m) Abschnitte der Rohrleitung und wählen Sie den Befehl Abschnitt teilen in der Dropdown-Liste (Abb. 13). Stellen Sie im Feld Anzahl der Teile des Dialogfelds Teilen Sie einen regelmäßigen oder gekrümmten Abschnitt in mehrere Teile den Wert auf 5 ein. Auf ähnliche Weise teilen wir den mittleren Abschnitt der Rohrleitung in zwei Teile.


Reis. 13. Erstellen Sie weitere Knoten

Fügen wir dem Modell die Elemente “Knickbogen” an den Knoten 6, 7, 9, 10 (roter Rahmen in Abb. 14), “Totlager” an den Knoten 1, 15 (grüner Rahmen) und “Gleitlager” an den Knoten 2 hinzu -5, 11-14 (gelber Rahmen). Wählen Sie dazu einen Knoten aus und drücken Sie die gewünschte Schaltfläche auf der vertikalen Leiste auf der rechten Seite des Bildschirms. Um mehrere Elemente gleichzeitig zu aktivieren, halten Sie die Strg-Taste gedrückt.


Reis. 14. Hinzufügen von Biegungen und Stützen

Beim Hinzufügen von Elementen müssen Sie deren Eigenschaften festlegen – die entsprechenden Dialogfelder werden angezeigt, nachdem Sie auf die Elementsymbole im vertikalen Bereich auf der rechten Seite des Bildschirms geklickt haben. Für “gleitende” und “tote” Stützen belassen wir die Standardeigenschaften. Für die Elemente „gebogener Bogen“ wählen wir das Bogenmaterial – 08x18n10t (roter Rahmen in Abb. 15), Radius 300 mm (grüner Rahmen), Wandstärke – 6 mm (gelber Rahmen).


Reis. 15. Einstellen der Eigenschaften von Knotenelementen

Das Berechnungsmodell wurde erstellt, jetzt kann es zur Berechnung ausgeführt werden. Drücken Sie dazu entweder die Taste F5 auf der Tastatur oder die Schaltfläche Berechnung starten (Abb. 16).


Reis. 16. Berechnung starten

Um die Berechnungsergebnisse anzuzeigen, öffnen Sie die Registerkarte Ergebnisse oben auf dem Bildschirm. Dort wählen wir die Ergebnisse aus, die wir für die Analyse benötigen. Um beispielsweise Verschiebungen anzuzeigen, drücken Sie die Schaltfläche Knotenverschiebungen (roter Rahmen in Abb. 17). Eine Animation des Verformungsprozesses der Rohrleitung unter dem Einfluss von Temperaturbelastungen kann durch Öffnen des grafischen Ergebnisfensters angezeigt werden (siehe Abb. 17).


Reis. 17. Berechnungsergebnisse auswählen und anzeigen

Detaillierte Anweisungen zum Importieren von Geometrie in Start-Prof finden Sie im Referenzmaterial “Modell aus Excel-Tabelle importieren”.

Fazit

Wir haben den Algorithmus zum Erstellen einer Tabellenvorlage zum schnellen Exportieren von Achslinien aus der universellen CAD-Plattform nanoCAD in das Berechnungsprogramm Start-Prof untersucht, gelernt, wie man ein geometrisches Modell importiert und auf seiner Grundlage ein Berechnungsmodell eines Rohrleitungsabschnitts erstellt. Führen Sie das Modell zur Berechnung aus und zeigen Sie die Berechnungsergebnisse an.

Die in der nanoCAD-Plattform erstellte Vorlage kann gespeichert und verwendet werden, um mit Rohrleitungen jeder Konfiguration zu arbeiten, was die Arbeitskosten senkt und die Effizienz beim Entwerfen von Rohrleitungen in Start-Prof erhöht.

Philip Titarenko,
Spezialist für Kraftberechnung
AG “Nanosoft”
E-Mail: titarenko@nanosoft.pro

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