Вивчено напружено-деформований стан за межею пружності тонкостінних труб, що знаходяться під дією навантаження внутрішнім тиском, згином і поздовжньою силою. Розвинуто підхід зведення плоскої задачі до одновимірної. Значну уваги приділено розрахунку жорсткості елементів тонкостінних труб, за якого застосовується модель, в якій результуюча сила та згинальний момент інтегруються за поперечним перерізом труби відносно напруження, що змінюється залежно від параметрів деформації їх вісей. Використано методику визначення "єдиної" кривої деформування гіпотетичного матеріалу, з якого виготовлено ділянку тонкостінної труби під тиском, за умов її розрахунків на плоский згин з розтягом з урахуванням пластичних деформацій. Виведено аналітичні залежності поздовжньої сили та згинального моменту від параметрів деформації вісі труби для ідеального пружнопластичного матеріалу та пружнопластичного матеріалу з лінійним зміцненням. Для матеріалу труби, що у пластичній зоні змінюється за степеневим законом, за допомогою числових методів та з використанням математичного пакета програм MatCAD 8.0 pro опрацьовано алгоритм та програму розрахунку згинального моменту та поздовжньої сили на ЕОМ. З використанням запропонованого підходу розраховано переміщення труби, навантаженої внутрішнім тиском, згинальним моментом і поздовжньою силою та на підставі цих розв'язків зроблено висновки щодо впливу внутрішнього тиску та поздовжньої сили на жорсткість труби.

  Скачати повний текст

Досліджено коливні процеси гнучких, пружних і в'язкопружних трубопроводів з інерційним рухомим навантаженням, що моделюється рухомою рідиною (РР). Розглянуто крайові задачі коливань гнучких і пружних трубопроводів (ГПТ) за різних форм закріплення кінців та з урахуванням додаткового поздовжнього натягу силами тертя з повним урахуванням сил інерції РР. Визначено динаміку систем з інерційним навантаженням, яке базується на застосуванні двохвильового представлення розв'язку та асимптотичного методу. Описано наближені розв'язки та встановлено умови стійкості прямолінійних і підвішених криволінійних ГПТ. Проаналізовано двохвильові особливості коливань трубопроводів та залежність власних частот, ексцесів (перекосів) форм власних коливань від швидкості руху потоку рідини; критичні швидкості (КШ) рухомого навантаження, за яких система втрачає стійкість. Проведено дослідження коливань трубопроводу з реологічного матеріалу на моделях стандартного та слабкосингулярного спадкового тіла. Встановлено, що значення КШ і власних частот визначаються через миттєвий модуль пружності; спадкові властивості матеріалу труби зумовлюють затухаючі коливання та наявність деформації повзучості; декремент залежить від швидкості руху рідини (ШРР) і зростає з її ростом; коефіцієнт повзучості змінює знак, що відповідає посиленню повзучості за наближення ШРР докритичного значення. Досліджено вимушені коливання трубопроводу з реологічного матеріалу за кінеметичного та силового збудження, двохвильові особливості коливань та форми вимушених коливань.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі та методи оцінки напружено-деформованого стану (НДС) потенційно небезпечних ділянок магістральних нафтогазопроводів, що експлуатуються за складних умов і за наявності пластичних деформацій. Застосовано новий підхід до розв'язання задачі про пружнопластичний стан труб у загальному випадку комбінованого навантаження внутрішнім тиском, розтягом (стиском), згином та крученням, що грунтується на безмоментній теорії циліндричних оболонок і деформаційній теорії пластичності. Запропоновано ефективні методи визначення НДС та характеристик жорсткості за межею пружності прямолінійних елементів трубопроводів. Створено комплексні розрахунково-експериментальні методи оцінки НДС балкових переходів у гористій місцевості та висячих переходів великої довжини з урахуванням наявності пластично-деформованих зон за результатами вимірювання їх статистичних і геометричних параметрів. Уточнено методику визначення НДС ділянок підземних трубопроводів в процесі механізованого капітального ремонту з заміною ізоляційного покриття в траншеї шляхом урахування піддатливості грунту на суміжних з підкопаною частиною ділянках та впливу поздовжньої стискальної сили. Розв'язано задачу про проздовжньо-поперечний згин та втрату стійкості ділянки трубопроводу за умови наявності поздовжньої стискальної сили під час підняття з рівної основи. Досліджено вплив пластичних деформацій на випинання та втрату стійкості відкритих ділянок магістральних трубопроводів.

  Скачати повний текст

Розроблено нові методи аналізу гармонійних коливань трубопровідних систем. Модифіковано метод динамічних жорсткостей, який дозволяє використовувати єдиний варіант розрахункової схеми та модель, побудовану на основі методу початкових параметрів, з метою здійснення статичних і динамічних розрахунків трубопроводів, що забезпечує неперервність розрахунків у граничному переході від динаміки до статики та їх високу точність у разі квазістатичної поведінки трубопроводу. Запропоновано методи моделювання розгалужень і криволінійних елементів, які дозволяють моделювати трубопроводи довільної конфігурації. Розроблено метод "розмикання за переміщеннями" для пошуку власних частот і форм коливань, особливістю якого є те, що дослідник наперед задає напрямок пошуку власних мод коливань і має можливість одночасно знаходити власні форми та частоти коливань. За допомогою методів теорії оболонок досліджено коливальну поведінку згину труби. Вперше в світі одержано вираз для динамічного коефіцієнта збільшення податливості згину, який дозволяє з великим ступенем точності враховувати овалізацію даного елемента трубопроводу у разі гармонійних коливань, що надає можливість використовувати стержневі, а не складні оболонкові моделі для повноцінного моделювання трубопроводів. На підставі розроблених розрахункових методів створено комп'ютерну програму, що дозволяє проводити аналіз гармонійних коливань складних трубопровідних систем. Визначено можливості використання розробленого методу та програми для обробки даних вібродіагностики. Досліджено підходи, в яких використано заміри вібраційних переміщень і швидкостей. Показано високу ефективність методу для цих задач завдяки можливості навантажувати систему кінематично, тобто амплітудами переміщень. З використанням розроблених методів досліджено коливальну поведінку нафтопроводу під час аварії, наведено рекомендації щодо протидії руйнувань подібних об'єктів. Досліджено вібраційні властивості ділянки трубопроводу АЕС, визначено місця з максимальними вібраційними швидкостями, на яких доцільно розміщувати вібродатчики.

  Скачати повний текст

Розроблено аналітичний метод для дослідження стійкості прямолінійного трубопроводу в ідеально-пластичному середовищі. Розглянуто надкритичну поведінку трубопроводу. Запропоновано аналітичний метод для знаходження коефіцієнтів інтенсивності напружень (КІН) у згині труби з двома поздовжніми осьовими поверхневими тріщинами. Для замкненої оболонки з круговою віссю побудовано граничну криву залежності критичного моменту від тиску. Для розв'язку задач, пов'язаних з геометрично нелінійним деформуванням трубопроводу як стержня й оболонки запропоновано оригінальний чисельний алгоритм, розроблений з використанням базового та коректуючого рішення.

  Скачати повний текст