ОБ УЧЁТЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ РАСЧЁТЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК ДАВЛЕНИЯ

А. А. Распопов, К. М. Гумеров, А. В. Мельников, Я. М. Фридлянд

Аннотация


Большинство исследований предельного состояния металлов при двухосном нагружении в составе оболочек давления относится к построению критериев их разрушения в условных напряжениях. При этом в качестве обоснования используются данные о максимальных нагрузках и наибольших равномерных деформациях тонкостенных трубчатых образцов, которые создаются при одновременном действии внутреннего давления и осевой силы, что позволяет моделировать различные варианты двухосности напряженного состояния стенки конструкции. В работе рассмотрены особенности потери прочности и устойчивости тонкостенных оболочек давления различных конфигураций: цилиндрических, сферических, конических, эллиптических, тороидальных, напряженное состояние которых под внутренним давлением отличается соотношением главных напряжений. Получены расчётные формулы, позволяющие найти предельное давление тонкостенной оболочки в зависимости от показателя двухосности напряженного состояния и параметра упрочнения материала, определяющего степенную диаграмму деформирования. Предложен подход, основанный на корректировке условных напряжений в стенке оболочки при помощи коэффициента - параметра неустойчивости пластического деформирования. Исследована зависимость параметра и предельного давления от двухосности напряженного состояния и свойств материала оболочки. Исследована зависимость предельного давления оболочки от двухосности напряженного состояния и от параметра степенного упрочнения материала стенки. Получены расчётные формулы, использующие коэффициент - параметр неустойчивости пластического деформирования. Предложенное решение позволяет повысить достоверность оценки предельного состояния оболочек давления с учетом их конструктивных форм и композиции действующих силовых факторов.

Ключевые слова


оболочка давления;напряженное состояние;предельное состояние;устойчивость;показатель двухосности;текучесть материала;граница разрушения;оболочка давления;напряженное состояние;предельное состояние;устойчивость;показатель двухосности;текучесть материала;граница разрушения;

Литература


Алявдин Д. В., Гумеров К. М. Моделирование работоспособности внутренней полимерной оболочки в трубопроводах // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов / ИПТЭР. 2013. Вып. 3 (93). С. 73-78. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2117

Гимазетдинов И. Р., Шадрин В. С., Гумеров А. К. Некоторые особенности напряженного состояния трубопроводов с Z-образными компенсаторами // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: науч. техн. журн. / ИПТЭР. 2014. Вып.2 (96). С. 113-118. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2041

Некоторые особенности напряженного состояния трубопроводов на переходах через реки и овраги / И. Р. Гимазетдинов, В. П. Климов, А. К. Гумеров, Б. Р. Хасиятулин // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: науч. техн. журн. / ИПТЭР. 2014. Вып.3 (97). С. 55-65. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2055

Новожилов В. В. Теория тонких оболочек. Л.: Судпромгиз, 1962. 431 с.

Дегтярев В. П. Деформации и разрушение в высоконапряженных конструкциях. М.: Машиностроение, 1987. 105 с.

Ковальчук Б. И. К вопросу о потере устойчивости пластического деформирования оболочек // Проблемы прочности. 1983. №5. С. 11-16.

Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение. М.: Мир, 1984. 624 с.

Куркин С. А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. М.: Машиностроение, 1976. 184 с.

Cooper W.E. The significance of the tensiletestto pressure vessel design (1956). Welding J., vol. 36 (2), pр. 49-56.

Franklin D. Theory of plastic instability in thin-wall tubes (1972) Acta Materialia, vol. 20 (6), pр. 839-843.

ГОСТ Р 55600-2013 Трубы и детали трубопроводов на давление свыше 100 до 320 МПа. Нормы и методы расчета на прочность. М.:Стандартинформ,2015. 32с.

СП 33.13330.2012 Расчет на прочность стальных трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 2.04.12-86. М., 2012. 24с.

Swift H. Plastic instability under plane stress (1952) J. Mech. and Phys. Solids, 1(1), pр.1-18.

Моношков А. Н., Пыхов С. И., Пустин И. А. Пластическая устойчивость и ее роль в оценке прочности труб // Производство труб с покрытиями, отделка и контроль качества труб: тем. отрасл. сб. науч. тр. М.: Металлургия, 1973. №1. С. 77-81.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2016-4-158-161

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2016 А. А. Распопов, К. М. Гумеров, А. В. Мельников, Я. М. Фридлянд

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017