Разработка методики оценки прочности цилиндрических конструкций с щелевыми дефектами

• Автор: Альбакасов, Азамат Илькинович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 154 с.

СОДЕРЖ АНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАСТОЯЩЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Краткий обзор инженерных исследований по расчету
цилиндрических конструкций, уложенных в грунт
1.2 Общая характеристика моделей грунтового основания
1.3 Классификация дефектов аппаратов и трубопроводов
1.4 Обзор работ, посвященных анализу прочности конструкций
с различными дефектами
1.5 Выводы по 1 главе и задачи настоящего исследования
2 ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1 Предварительные замечания по использованию метода конечных элементов
2.2 Алгоритм метода конечных элементов для расчета цилиндрической оболочки
2.3 Алгоритм учета грунтового основания
2.4 Выводы по данной главе

3 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕУСТОЙЧИВОГО
РАЗВИТИЯ ЩЕЛЕВЫХ ДЕФЕКТОВ
3 Л Постановка задачи
3.2 Математическое моделирование неустойчивого развития щелевых дефектов
3.3 О применимости методов механики разрушения и теории упругости для анализа развития щелевых дефектов
3.4 Оценка области взаимодействия дефектов
3.5 Экспериментальная проверка полученных результатов
3.6 Выводы по данной главе
4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕФЕКТОВ НА ПРОЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
4.1 Предварительные замечания
4.2 О предельных значениях геометрических параметров локальных дефектов и их групп
4.3 Прогнозирование прочности цилиндрических конструкций Оренбургского газоконденсатного месторождения
4.4 Выводы по IV главе
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
90 годы нашего столетия характеризуются спадом объема строительства и увеличением сроков эксплуатации конструкций. В связи с этим, более точные методы расчета инженерных сооружений необходимы как на стадии поиска рационального варианта конструкции, так и на стадии их безаварийной эксплуатации.
Большой удельный вес в общем объеме строительства приходится на долю сооружений в виде цилиндрических оболочек. Особенно широкое применение нашли такие конструкции в газонефтяном, гидротехническом строительстве, в теплоэнергетике и других областях. Огромные затраты, связанные с возведением и эксплуатацией таких сооружений приводят к тому, что всякое уточнение существующих, создание или применение новых, более эффективных методов расчета даст заметное снижение материалоемкости и трудозатрат. Так, что развитие теорий расчета подобных сооружений, применение эффективных методов анализа их работоспособности, достаточно полно отражающих действительные условия работы сооружений, решение новых и уточнение существующих задач могут дать большой стоимостной эффект.
Объектами исследования большинства работ, посвященных указанной теме, являются подземные, например, напорные и безнапорные трубопроводы, цилиндрические оболочки в виде сосудов давления и конструкций различных назначений.
Эксплуатация цилиндрических конструкций в условиях безмоментного напряженного состояния является наиболее выгодной. Естественно стремление инженеров к реализации такого состояния при проектировании оболочек. Однако, на практике, во многих случаях безмоментное напряженное состояние оказывается невозможным. Даже незначительные изгибающие моменты вызывают в тонкой оболочке большие напряжения. Это обстоятельство делает осо-
Здесь

7Г МсГсЛ , ( 7гМай2 ф =1 г-2-1 - 1п I эес-

1/2
1 + 1

Для несквозных трещин распределение напряжений в зоне дефекта учитывают коэффициентом К! /73/:
1,21 к
где Q - параметр формы трещины.
Наиболее точная и полная формула для определения разрушающих давлений в тонкостенном цилиндрическом сосуде под давлением со сквозной трещиной различных размеров имеет вид:

л; Ь/2
СОйб

5я Я

Я2 =(Х/2)2/1М- 12-(1-ц2) Ш