Разработка методов оценки показателей надежности трубопроводных систем при проектировании и эксплуатации

• Автор: Перов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 321 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ
ПРОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ПРОДУКТОПРОВОДОВ ПРИ ИХ
ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
1.1 Анализ традиционных подходов к оценке прочности и надежности конструкций
1.2 Сравнение, выбор и определение показателей надежности конструкции
1.3 Анализ методов количественной оценки надежности конструктивных элементов
1.4 Современные методы оценки конструктивной надежности трубопроводов
1.7 Постановка задачи исследований
2 РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ СХЕМЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ
2.1 Приложение общей теории надежности к анализу продуктопроводов
2.2 Методы схематизации конструкции и внешних воздействий на нее
2.3 Процедура выбора параметров качества, области допустимых состояний и границ области допустимых состояний
2.4 Последовательность решения задачи статистической динамики
2.5 Количественная оценка надежности элементов с учетом возможности их внезапных и постепенных отказов с использованием метода условных функций надежности
3 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕДЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ ПРИ
СЛУЧАЙНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1 Аналитические и численные методы решения задачи статистической
динамики

3.2 Представление случайных процессов сложной структуры с помощью неканонического разложения
3.3 Решение задачи статистической динамики для магистрального нефтепровода
4 ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ, НЕ
ДОПУСКАЮЩИХ ЭКСПЛУАТАЦИЮ С ТРЕЩИНОПОДОБНЫМИ
ДЕФЕКТАМИ
4.1 Методика количественной оценки надежности элементов при внезапном отказе
4.2 Методика количественной оценки надежности элементов при постепенном отказе
4.3 Процедуры расчета и использования параметров кривых усталости конструктивных элементов по образованию первых макротрещин с заданной вероятностью для количественной оценки надежности элементов при постепенном отказе
5 ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ,
ДОПУСКАЮЩИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ТРЕЩИНАМИ
5.1 Схематизация трещиноподобных дефектов в трубах
5.2 Выбор критериев механики разрушения
5.3 Методика количественной оценки надежности элементов при внезапном отказе
5.4 Методика количественной оценки надежности элементов при постепенном отказе
5.5 Схема решения задач механики разрушения с использованием метода конечных элементов для поверхностных трещин
5.6 Рекомендации по вычислению коэффициентов интенсивности напряжений для труб с поверхностными технологическими и эксплуатационными трещинами

6 РЕЗУЛЬТАТЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ТРУБОПРОВОДОВ
6.1 Оценка безопасности перехода подземного трубопровода через сейсмический разлом
6.2 Количественная оценка живучести и надежности резервуара при наличии поверхностной трещины в зоне врезки патрубка
6.3 Расчет живучести и оценка надежности надземной трубопроводной системы при наличии поверхностной трещины в зоне температурного компенсатора
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

возможность обойти неопределенности представления реализации случайного процесса совокупностью элементарных циклов.
Все подходы к анализу необратимого рассеивания энергии циклического деформирования имеют общую методологическую основу, но различаются по способу выделения энергии. Весьма различные по физическому смыслу эти предложения реализуются в формулах, достаточно хорошо согласующихся с экспериментом, что объясняется произвольным выбором параметров, входящих в расчетные уравнения. Совершенствование таких критериев связано с проведением тонких экспериментальных исследований характеристик необратимого рассеяния энергии при испытании на усталость.
Все более широкое распространение при анализе процесса накопления рассеянных повреждений до образования усталостных макротрещин в элементах конструкций находят статистические методы. Значительную роль в становлении статистических методов анализа усталостного разрушения сыграли теории Н.Н. Афанасьева [13], С.Д. Волкова [43], В.В. Болотина [23]. Большое распространение получила гипотеза «слабого звена» С.В. Серенсена и В.П. Когаева [169].
В работах [88, 91] на основании использования статистической теории «слабого звена» и сопоставления ее с опытными данными был предложен критерий подобия усталостного разрушения, который описывает влияние масштабного фактора, концентрации напряжений, формы поперечного сечения, вида напряженного состояния. Критерий подобия усталостного разрушения нашел широкое применение для прогнозирования выносливости реальных деталей по результатам испытаний лабораторных образцов из того же конструкционного материала.
В настоящее время методы расчета деталей машин и конструкций на выносливость хорошо разработаны и широко применяются в самых различных областях промышленности и строительства. Обоснование базовых методик и вывод формул даны в работах [88, 89, 168]. В методических