Linearization of piping supports in dynamic analyses

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Kuutti, Juha
dc.contributor.author Ristaniemi, Aapo
dc.date.accessioned 2015-10-16T08:47:36Z
dc.date.available 2015-10-16T08:47:36Z
dc.date.issued 2015-09-21
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/18139
dc.description.abstract Nuclear power plant piping systems exhibit dynamic behaviour, and piping supports keep the displacements of the pipes within acceptable limits. This study investigates linear modelling methods for nonlinear piping supports in dynamic analyses and presents a procedure to linearize nonlinear supports. The procedure and methods are found in literature and they were furher developed here. The study is limited to supports with gap and friction. The goal is to represent the nonlinear system as accurately as possible by an equivalent linear system. Using the linear system, computational effort can be saved in the dynamic analyses. The nonlinear supports are replaced by linear springs or spring-damper systems to obtain a linear system. The equivalent spring and damping constants are found by iterative procedure, based on selected linearization method. Several methods are presented. Once the equivalent properties have been found, the equivalent linear system is obtained. Linearization procedure was investigated using single and multiple degree-of-freedom examples. Linearization was then applied to a real-world piping system with four gap supports. For the real-world system, an equivalent linear system was determined and comparison with original nonlinear model was made for the load case investigated. The compared parameters were maximum displacements, support forces and bending moments in the pipe at the support locations. For the system studied, maximum displacements were of the same order of magnitude, though large differences occured at single locations. Maximum support forces were generally smaller in the linear system. Pipe bending moments differed significantly, and were both higher and smaller in the linear system. Linearization methods of piping supports need to be further developed, so that other types of supports can be linearized and that the equivalent linear system corresponds better to the original nonlinear system. en
dc.description.abstract Ydinvoimalaitosten putkistot käyttäytyvät dynaamisesti, ja putkistotuet estävät siirtymiä kasvamasta liian suuriksi. Tässä työssä tutkitaan epälineaaristen putkistotukien lineaarisia mallinnusmenetelmiä dynaamisissa analyyseissä ja esitetään menettelytapa epälineaaristen tukien linearisoimiseksi. Menettelytapa ja mallinnusmenetelmät löytyvät kirjallisuudesta ja tässä työssä niitä kehitettiin edelleen. Työ rajoittuu välys- ja kitkatukiin. Tavoitteena on kuvata epälineaarinen systeemi mahdollisimman tarkasti ekvivalentilla lineaarisella systeemillä. Lineaarisen systeemin käytöllä voidaan säästää aikaa dynaamisissa analyyseissä. Epälineaariset tuet korvataan lineaarisilla jousilla tai jousi-vaimennin systeemeillä lineaarisen systeemin saamiseksi. Ekvivalentti jousivakio ja vaimennuskerroin määritetään iteraatiomenettelyllä perustuen valittuun linearisointimenetelmään. Useita menetelmiä esitetään. Kun ekvivalentit arvot on löydetty, ekvivalentti lineaarinen systeemi on saatu. Linearisointimenettelyä tutkittiin yhden vapausasteen ja monen vapausasteen esimerkkisysteemeillä. Menettelyä sovellettiin todelliseen putkistoon, jossa oli neljä välystukea. Todelliselle putkistolle muodostettiin ekvivalentti lineaarinen systeemi, jota verrattiin alkuperäiseen epälineaariseen malliin tutkitulla kuormitustapauksella. Tukien kohdalla verrattiin maksimisiirtymiä, tukien voimia ja putken taivutusmomenttia. Tutkitulle systeemille maksimisiirtymät olivat samaa suuruusluokkaa, mutta suuria eroja esiintyy yksittäisissä paikoissa. Tukien maksimivoimat ovat yleensä pienempiä lineaarisessa systeemissä. Putken taivutusmomentit eroavat merkittävästi ja ovat sekä suurempia että pienempiä lineaarisessa systeemissä. Putkistotukien linearisointimenetelmiä on tarpeen jatkokehittää siten, että myös muunlaisia tukia voidaan linearisoida ja että ekvivalentti lineaarinen systeemi vastaisi paremmin alkuperäistä epälineaarista systeemiä. fi
dc.format.extent 69+15
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Linearization of piping supports in dynamic analyses en
dc.title Putkistotukien lineaarinen mallintaminen dynaamisissa analyyseissä fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword piping support en
dc.subject.keyword gap support en
dc.subject.keyword friction support en
dc.subject.keyword linearization en
dc.subject.keyword dynamic analysis en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201510164729
dc.programme.major Lujuusoppi fi
dc.programme.mcode K3006 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Polojärvi, Arttu
dc.programme Konetekniikan koulutusohjelma fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account