Нормирование параметров механической надежности несущих элементов линейной части магистральных трубопроводов, имеющих несколько предельных состояний

• Автор: Алероев, Бекхан Султанович
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 c. : ил. + Прил. ( 62 с. : ил.)

Введение

ГЛАВА I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА СОБСТВЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

1.1. Надежность, как свойство инженерных конструкций. Механическая надежность .

1.2. Объект исследования и особенности его работы. Классификация предельных состояний магистральных трубопроводов .
1.3. Нагрузки, воздействия и несущая способность магистральных трубопроводов как случайные величины случайные процессы

1.4. Состояние вопроса по теме исследования

1.5. Формулирование задачи на собственное

исследование .

Выводы по главе

ГЛАВА П. НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ С ДВУМЯ И БОЛЕЕ

ПРЕДЕЛЬНЫМИ СОСТОЯНИЯМИ

2.1. Надежность конструкции с несколькими предельными состояниями .
2.2. Надежность конструкции с двумя предельными состояниями. Возможные упрощения в задачах надежности магистральных трубопроводов, имеющих два и более предельных состояний . .
2.3. Критерии оптимизации в задачах механической надежности
2.4. Выбор и обоснование ССН линейной части магистрального трубопровода .
Выводы по главе .
ГЛАВА Ш. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРНОЙ
СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ .
3.1. Предварительные замечания. Рассматриваемые
предельные состояния. Принятые расчетные схемы .
3.2. Выбранный метод определения напряженнодеформированного состояния несущих элементов ССН сложных форм
3.3. Методы определения критической силы на различных участках трубопровода .
Выводы по главе
ГЛАВА 1У. МЕХАНИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ССН
4.1. Исследуемая задача, как многопараметрическая. Вводимые ограничения
4.2. Описание выбранного объекта исследования
4.3. Исходная статистическая информация
4.3.1. Предварительные замечания.
4.3.2. Параметры законов распределения величин, полученных на основании заимствованных статистик
4.3.3. Параметры законов распределения величин, полученных на основании собственных статистик
4.4. Трансформация МКЭ применительно к статистическому моделированию .
4.5. Пример расчета проектной начальной механической надежности. Описание расчетного участка, используемого в примере, дано в 4.2 .
4.6. Пример оптимизации коэффициентов запаса прочности
Выводы по главе
Заключение
Литература


Любое условие прочности включает в себя, с одной стороны, параметры нагрузок, действующих на конструкцию и ее геометрические характеристики, а с другой стороны характеристики физикомеханических свойств, применяемых в ней материалов. В . Конечно, расчет трубопровода на внутреннее давление является условием необходимым, но недостаточным, ибо магистральные трубопроводы прокладываются на обширной территории, которая характеризуется разнообразными климатическими, почвенными, гидрогеологическими и т. Практика показала, что эти воздействш в ряде случаев имеют очень большое значение в обеспечении общей надежности магистрального трубопровода и поэтому учет их в надежностных расчетах просто необходим. В общем случае, на магистральный трубопровод действуют следующие нагрузки и воздействия см. I Постоянные Собственный вес трубопровода и оборудования Воздействие предварительного напряжения трубопровода упругий изгиб и т. Давление грунта. Переменные длительные Внутреннее давление. Вес продукта. Температурное воздействие. Воздействие неравномерных деформаций грунта просадки, пучения и т. Переменные кратковременные Снеговая нагрузка. Ветровая нагрузка. Гололедная нагрузка. Особые Воздействие оползней и селевых потоков. Воздействие деформаций земной коры землятресения
Очевидно, что все указанные в табл. Случайный характер этих нагрузок и воздействий в расчетах учитывают в настоящее время путем ввода коэффициентов перегрузки Пн и Гр . Пуассона С. Проведем статистический анализ этих параметров. Известно, что внутреннее давление в трубопроводе р не являете величиной стабильной, а колеблется в достаточно широких пределах,
изменяясь как по длине трубопровода, так и во времени. Закон этого изменения можно установить проведя необходимые статистические иссле дования на действующих трубопроводах. Для расчетного сечения внутреннее давление обычно можно принимать случайной величиной с соответствующими параметрами распределения. Некоторые исследователи , наружный диаметр труб Юн считают нормально распределенным с очень небольшим коэффициентом вариации и на основе этого предположения приходят к выводу, что наружный диаметр трубопровода можно считать детерминированной величиной, равной своему номинальному значению. Несущая способность инженерной конструкции определяется через прочностные характеристики материалаиз которого она изготовлена. Результаты большого количества экспериментов над сталями различных марок для выявления законов плотности распределения их прочностных характеристик приведены в работах , . Очевидно, что прочностные характеристики материалов, такие как 6т и 6б , есть случайные величины. Их случайная природа может быть объяснена путем анализа структуры материала. Стрелецкий Н. С., Ржаницын А. Р. и другие исследователи 4,6 принимают, что бь предел прочности стали, при нормальных условиях подчиняется гауссовскому распределению. В последнее время было проведено ряд экспериментов над трубами различных диаметров материал труб сталь Г1С ,, с целью установления законов распределения их пределов прочности. Кривые распределения пределов прочности для труб некоторых диаметров приведены на рис. Мюразцов труб проверка этого предположения была проведена на основе критерия согласия А. Н.Колмогорова,
Так как пределы прочности материала труб и сварного шва 5в нормативными документами ограничиваются только снизу, нами для определения их статистических характеристик, была обработана информация по результатам испытаний, проведенных на заводеизготовителе труб см. И ,4. Температуру ПРИ которой в среднем производят монтаж трубопровода, можно определить по справочнику климата СССР, а
по статистическим данным испытания эксплуатации аналогичных трубопроводов. I 6ч. Так как в настоящее время отсутствует статистический материал по модулям упругости Е , с и коэффициентам Пуассона , с основного металла труб и металла сварного шва нами были специально проведены экспериментальные исследования по изучению вероятностной природы этих параметров. Подробное исследование этих же и других случайных величин Г Д К Р, 5 приведено в главе 1У.