ЗАСТОСУВАННЯ ПОНЯТЬ КОРОТКОГО ТА ДОВГОГО РІШЕНЬ ТЕОРІЇ ОБОЛОНОК ДЛЯ АНАЛІЗУ НДС ТРУБОПРОВОДІВ ІЗ КУТОВОЮ НЕСПІВВІСНІСТЮ

УДК:539.4

DOI:10.25140/2411-5363-2019-1(15)-21-30

Автор:

Дубик Ярослав Романович , ТОВ «ІПП - Центр» (вул. Болсуновська, 8, м. Київ, 01014, Україна)

Селіверстова Ірина Павлівна, Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України (вул. Тимірязєвська, 2, м. Київ, 01014, Україна)

Богдан Андрій Васильович , ТОВ «ІПП - Центр» (вул. Болсуновська, 8, м. Київ, 01014, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Секторні згини труб мають широке застосування в промисловості, особ­ливо для трубопроводів великого діаметра, також зварні шви на практиці часто мають кутову неспіввісність через технологічний процес стику двох прямих частин труби. Тому важливо забезпечити структурну міцність та надійність таких з’єднань, а також покращити здатність секторних згинів зберігати форму та технічні характе­ристики під впливом навантажень.

Постановка проблеми. Наявні вирази для оцінки напружень у зоні косого зварного з’єднання отримані на основі узагальнення експериментальних результатів та чисельних розрахунків. Чисельні методи мають значні можливості у вирішенні практичних задач, але не можуть пояснити природу рішення та кількісний ступінь впливу безрозмірних параметрів. Тому важливо розробити аналітичні підходи, що дають гнучкість у аналізі результатів, та виділити найбільш впливові параметри.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Розглянуті сучасні публікації в закордонних та вітчизняних джере­лах, які пов’язані з цією науковою проблемою.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Робота є продовженням попередніх досліджень авто­рів, та удосконалює підхід застосування понять коротких та довгих розв’язків у частині точного рішення системи диференційних рівнянь четвертого ступеня.

Постановка завдання. Отримати аналітичний розв’язок для визначення напруженого стану трубопроводу в зоні кутової неспіввісності зварного шва.

Виклад основного матеріалу. Основна ідея роботи полягає в застосуванні понять короткого та довгого розв’язків теорії оболонок, та їх поєднане використання для аналізу напружено-деформованого стану трубопроводів з кутовою неспіввісністю зварних швів.

Висновки відповідно до статті. Вводяться поняття короткого та довгого розв’язку, які дають можливість замінити рівняння восьмого порядку теорії оболонок, системою з двох рівнянь четвертого порядку. Ефективність розв’язків продемонстровано для двох випадків навантаження (внутрішній тиск та згинальний момент), аналітичні результати порівнюються з чисельними МСЕ та експериментальними даними.

Ключові слова:

циліндрична оболонка; кутова неспіввісність; наближений розв’язок, аналітичні рішення; радіальні переміщення.

Список використаних джерел:

1. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. Строительные нормы и правила. Москва: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. 52 с.
2. ДСТУ-Н Б В.2.3-21:2008. Магістральні трубопроводи. Настанова. Визначення залиш¬кової міцності магістральних трубопроводів з дефектами. Київ. Мінрегіонбуд, 2008. 56 с.
3. Ориняк І., Лохман І., Богдан А. Використання моделі кільця для аналізу напружень у трубопроводях з дефектами форми. Машинознавство. 2011. № 9-10. С. 3-13. URL: http://nbuv. gov.ua/UJRN/maz_2011_9-10_3.
4. Лукасевич С. Локальные нагрузки в пластинах и оболочках. Москва: Мир, 1982. 542 с.
5. Zhu X., Leis B., Feier I. Stress analysis of miter joint in pipeline under internal pressure or in-plane bending. Proceedings of the ASME 2010 Pressure Vessels and Piping Conference PVP2010-25268 (Bellevue, July 18-22, 2010).
6. Zheng G., Colquhoun I., Paviglianiti J. Integrity of small mitered joints. Proceedings of the 2016 11th International Pipeline Conference IPC2016-64101 (Alberta, September 26-30, 2016).
7. ASME B31.8-2014. Gas Transmission and Distribution Piping Systems. STANDARD by ASME International, 09/30/2014.
8. Orynyak I., Bogdan A., Selivestrova I. The Application of Long and Short Cylindrical Shell Solutions for Stress and Flexibility Determination in a Single Mitred Bend. Proceedings of the ASME 2016 Pressure Vessels and Piping Conference PVP2016-63598 (Vancouver, July 17-21, 2016).
9. Orynyak I., Dubyk Y. Approximate Formulas for Cylindrical Shell Free Vibration Based on Vlasov’s and Enhanced Vlasov’s Semi-Momentless Theory. Proceedings of the ASME 2018 Pressure Ves¬sels and Piping Conference PVP2018-84932 (Czech Republic, July, 15-20, 2018). Prague, 2018. Р. 10.
10. Feier I. I., Leis B. N., Zhu X. K., Stonesifer R. B., Stavrakas J. S. and D’Eletto D. Experimental strain measurements on large diameter mitred pipe joints. Proceedings of the 8th International Pipeline Conference, September 27 – October 1, 2010, Calgary, Alberta, Canada, IPC2010-31583.

Завантажити