Đối với nhà máy thủy điện, đường ống áp lực hay còn gọi là tuyến năng lượng, được coi như là mạch máu trong cơ thể. Các nhà máy mà cửa nhận nước bố trí xa tổ máy, chi phí cho việc chế tạo, lắp dựng đường ống áp lực chiếm tỉ lệ lớn trong giá trị cơ khí thủy công. Trong quá trình thiết kế đường ống áp lực, giá trị ứng suất thường được sử dụng để so sánh chính là ứng suất vòng (Hoop Stress), ứng suất dọc trục (Longitudinal Stress). Việc sử dụng Solidworks để tính toán các ứng suất này giúp tiết kiệm thời gian cũng như có cái nhìn trực quan về phân bố ứng suất trên đường ống.
Đường kính ống: D = 4000 mm,
Độ dày đường ống: t =10 mm,
Áp suất thiết kế đường ống: p = 0,4 MPa,
Vật liệu đường ống: Thép kết cấu Q235
Kiểm tra điều kiện để đường ống được xem là dạng mỏng:
r/t = 2000/10 = 200 >10 nên đường ống được xem là mỏng.
– Ứng suất vòng (Hoop Stress hay Circumferential Stress) trên đường ống theo lý thuyết: s1 = pr/t = 0,4 MPa x 2000 mm/10mm = 80 MPa
Ứng suất vòng chạy theo phần mềm tại các điểm ngẫu nhiên trên thân ống.
- Ứng suất dọc trục trên đường ống (Longitudinal Stress)
Ứng suất dọc theo lý thuyết: s2 = pr/2t = 0,4 MPa x 2000 mm/2×10 mm = 40 MPa
Ứng suất dọc theo phần mềm tính toán tại các điểm bất kỳ trên thân ống chỉ là 22 MPa, tại sao lại không bằng 40 MPa như lý thuyết ??!
