Моделирование процессов деформирования и повреждения полимерных труб при термомеханических нагрузках

• Автор: Устюгов, Владимир Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
1.1. Определяющие факторы, влияющие на НДС в элементах конструкций
трубопроводов
1.2. Математическая постановка задачи о деформации полипропиленовых труб в
неоднородном поле температур с учетом гиперупругого поведения материала
1.2.1. Математическая постановка задачи об определении поля температур в элементах конструкций пропиленового трубопровода горячего водоснабжения
1.2.2. Математическая постановка задачи об определении напряженно-деформированного состояния в элементе конструкции
полипропиленового трубопровода
1.2.3. Численные значения параметров моделей, принятые в расчетах
1.3. Метод решения
1.3.1. Численное решение задачи об определении поля температуры в
элементе трубопровода
1.4. Точность и сходимость численного решения задач
1.4.1. Оценка точности решения задачи
1.4.2. Оценка точности решения задачи о деформации трубы под действием внутреннего давления
1.43. Оценка точности решения задачи о деформации криволинейной трубы
под действием внутреннего давления

2. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ В ЭЛЕМЕНТАХ
КОНСТРУКЦИЙ ТРУБОПРОВОДОВ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Влияние тепловых потерь на распределение температуры в элементах полимерных трубопроводов
2.2. Напряженно-деформированное состояние в прямолинейных элементах полипропиленового трубопровода при постоянной температуре
2.3. Напряженно-деформированное состояние в прямолинейных элементах полипропиленового трубопровода с учетом неоднородного распределения температуры в стенке трубы
2.4. Влияния осевых нагрузок и изгибающих моментов на напряженное состояние в полимерных трубах, находящихся под действием внешнего и внутреннего давления
2.5. Напряженно-деформированное состояние в криволинейных трубах,
находящихся под действием внутреннего давления жидкости и внешних нагрузок
2.5.1. Анализ НДС в криволинейных полимерных трубах без учета условий закрепления по концам
2.5.2. Напряженно-деформированное состояние в полимерных
компенсаторах тепловых расширений трубопроводов

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ ПРИ
СТАТИЧЕСКИХ И ЦИКЛИЧЕСКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
3.1. Влияние температуры на долговечность полимерных труб
3.2. Влияние технологических микродефектов структуры полимерных
материалов на долговечность труб, находящихся в изотермических условиях

3.3. Усталостная прочность полимерных труб при циклических механических воздействиях
3.3.1. Математическая постановка задачи
3.3.2. Определение численных значений параметров модели для полипропилена
3.3.3. Влияние частоты изгиба
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

2. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ В ЭЛЕМЕНТАХ
КОНСТРУКЦИЙ ТРУБОПРОВОДОВ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Влияние тепловых потерь на распределение температуры в элементах
конструкций полимерных трубопроводов
Прочность, долговечность и надежность полимерных трубопроводов в отличие от металлических зависят не только от величины давлений и усилий, действующих на элементы трубопровода, но и от температуры, при которой деформируются эти элементы. Сечение моделируемого элемента трубопровода показано на рис.2.1. Распределение температуры в стенках прямолинейной полипропиленовой трубы определено при наличии теплозащиты и без нее в зависимости от тепловых потерь. Предполагалось постоянство температуры на внутренней стенке трубы и постоянство^ величины теплового потока от поверхности защитной полимерной оболочки в окружающую среду. Предполагалось также, что теплоизолирующий материал полностью заполняет пространство между трубой и защитной оболочкой. В этом случае теплообмен между элементами трубопровода является кондуктивным и определяется формулой [34]
где q - величина теплового потока, Ь - длина элемента трехслойной трубчатой конструкции, Ьс - коэффициент кондуктивной теплоотдачи поверхности, га, Гь, - внутренний и внешний радиусы трубы, гс, Га - внутренний и внешний радиусы кожуха механической защиты теплоизоляции, к,,к2,к3 - коэффициенты теплопроводности материала трубы, теплоизоляции и материала кожуха соответственно.
I ! 1п(г,/гь) , 1п(гьУг„) | 1п(гс/га) ’
(2.1)
Ьс2дгаЬ 2пк1 Ь 2пкгЪ 2лк3Ь