Роль трубопроводного транспорта в нефтегазовой промышленности высока. Он позволяет разгрузить железнодорожный транспорт для перевозок других важных для людей грузов. Во избежание повреждений и аварий трубопроводов, необходимо применение системы мониторинга напряженно-деформированного состояния. Ниже рассмотрим пример.
Построение геометрической модели трубы
Создайте цилиндр с высотой 2 и радиусом 0.1. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86d9db8886670caabf9_img_1.png)
Далее создайте еще один цилиндр высотой 2 и радиусом 0.098. Для этого на панели команд выберите Режим -Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86d373f25ac06b32ca6_img_2.png)
В результате получаем два совмещенных цилиндра.
Вычтите из цилиндра 1 цилиндр 2. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Логические операции. Из выплывающего списка выберите Вычесть. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86d114425911749ac2f_img_3.png)
В итоге будем иметь полый цилиндр.
Создание модели грунта
Создайте параллелепипед с шириной 8, высотой 8, глубиной 2. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Параллелепипед и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86d9db888377ecaabfa_img_4.png)
Создайте цилиндр с высотой 2 и радиусом 0.1. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86dabf3c025b381a7e8_img_5.png)
Вычтите из параллелепипеда объемом 3 цилиндр объемом 4. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Логические операции. Из выплывающего списка выберите Вычесть. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86da23dd72da4fd634f_img_6.png)
Создание половины модели
Всю модель разрежьте на две части. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Разрез. Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость. Задайте необходимые параметры и выберете ось YZ. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86e9db888ee1dcaac02_img_7.png)
Нажмите на левую половину модели правой кнопкой мыши, выберите Удалить .
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86eab294aa2f27f21e4_img_8.png)
Построение сетки
Постройте конечно-элементную сетку для геометрической модели трубы. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - На кривых, Действие - Построение сетки. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86ebc90f6df8310d6cd_img_9.png)
Создайте сетку. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Интервалы. Задайте необходимые параметры. Нажмите Задать размер, Построить сетку.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86eabf3c0454681a7eb_img_10.png)
Соедините модель труба с моделью грунт. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Отпечатать/срастить. Из выплывающего списка выберите Отпечатать/срастить. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86f0c5bbd306a61457a_img_11.png)
Создайте сетку на модели грунт. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Интервалы. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86e47e2af4c1384731a_img_12.png)
Задание материала и свойств блока
Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. Перетащите импортированный материал Углеродистая сталь во вторую колонку, тоже самое сделайте с материалом Грунт. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86fcfa8789adeaa8a6b_img_13.png)
Создайте блок для модели труба. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86f859daacd285187f7_img_15.png)
Создайте блок для модели грунт. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86fa09c69773af165f6_img_17.png)
Задайте свойства блоку с трубой. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc86fa08d4a58c6d94f92_img_16.png)
Задайте свойства блоку с грунтом. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc8704f35773cd220a9d2_img_18.png)
Задание граничных условий
Закрепите поверхности 34 35 22 23 в направлении по X. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc871017c35a7e790ab51_img_19.png)
Закрепите поверхность 15 в направлении по X. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc8706e911e6bde1372aa_img_20.png)
Закрепите поверхности 27 38 40 24 в направлении по Z. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc8713bcd06acf56ef5ab_img_21.png)
Закрепите поверхность 37 в направлении по Y. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627cc870d4fd2012c77f356b_img_22.png)
Задайте давление в трубе величиной 2*105. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Давление, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627ce25ca23dd76582fe1f51_images_22.png)
Задайте гравитацию в трубе. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Гравитация, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627ce25bd4fd20ef107fde66_images_23.png)
Запуск расчета
Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим — Настройки расчета, Объект — Статический, Действие — Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627ce25cd1c8528bcd00604d_images_24.png)
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
- Нажмите Ctrl+E;
- В главном меню выберите Расчёт — Результаты. Нажмите Открыть последний результат;
- На панели команд выберите Результаты (Режим — Результаты, Результаты — Открыть Результаты).
Появится окно Fidesys Viewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.
Отобразите деформированный 3D вид модели. Установите фокус в дереве объектов на Ваш файл в Дереве и отобразите для него Фильтры – Алфавитный указатель – Деформировать по вектору. Во вкладке Свойства установите значение 673 в поле Множитель масштаба. Нажмите Применить.
Ниже на рисунках показаны распределение перемещений и напряжений.
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627ce25cdb35960503305436_img_25.png)
![Fidesys: Анализ напряженно-деформированного состояния трубы в грунте](https://uploads-ssl.webflow.com/577f3315340bfadb0a80534f/627ce25cd4fd20862f7fde67_img_26.png)
Использование консольного интерфейса
Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.
reset
create Cylinder height 2 radius 0.1
create Cylinder height 2 radius 0.098
subtract volume 2 from volume 1brick x 8 y 8 z 2
create Cylinder height 2 radius 0.1
subtract volume 4 from volume 3
webcut volume all with plane xplane offset 0
delete Volume 6delete Volume 5
curve 33 interval 20
curve 33 scheme equal
curve 29 interval 20
curve 29 scheme equal
volume 1 size auto factor 10
mesh volume 1imprint volume 3 1
merge volume 3 1
volume 3 size auto factor 5
mesh volume 3
create material 1 from 'Углеродистая сталь'
create material 2 from 'Грунт'
set duplicate block elements off
block 1 add volume 1
set duplicate block elements off
block 2 add volume 3
block 1 material 1 cs 1 element solid order 1
block 2 material 2 cs 1 element solid order 1
graphics axis off
create displacement on surface 35 34 22 23 dof 1 fix
create displacement on surface 15 dof 1 fix
create displacement on surface 27 38 40 24 dof 3 fix
create displacement on surface 37 dof 2 fix
create pressure on surface 25 magnitude 2e5
create gravity globalmodify gravity 1 dof 2 value -9.81
analysis type static elasticity dim3
calculation start path 'D:/result.pvd'