Виктор Миронович Варшицкий
◽
Евгений Павлович Студёнов
◽
Олег Александрович Козырев
◽
Эльдар Намикович Фигаров
Рассмотрена задача упругопластического деформирования тонкостенной трубы при комбинированном нагружении изгибающим моментом, осевой силой и внутренним давлением. Решение задачи осуществлено по разработанной методике с помощью математического пакета Matcad численным методом, основанным на деформационной теории пластичности и безмоментной теории оболочек. Для упрощения решения предложено сведение двумерной задачи к одномерной задаче о деформировании балки, материал которой имеет различные диаграммы деформирования при сжатии и растяжении в осевом направлении. Проведено сравнение с результатами численного решения двумерной задачи методом конечных элементов в упругопластической постановке. Результаты расчета по инженерной методике совпадают с точным решением с точностью, необходимой для практического применения. Полученные результаты упругопластического решения для изгибающего момента в сечении трубопровода при комбинированном нагружении позволяют уточнить известное критериальное соотношение прочности сечения трубопровода с кольцевым дефектом в сторону снижения перебраковки. Применение разработанной методики позволяет ранжировать участки трубопровода с непроектным изгибом по степени близости к предельному состоянию при комбинированном нагружении изгибающим моментом, продольным усилием и внутренним давлением.
The problem of elastic plastic deformation of a thin-walled pipe under co-binned loading by bending moment, axial force and internal pressure is considered. The problem is solved by the developed method using the Matcad mathematical package by a numerical method based on the deformation theory of plasticity and the momentless theory of shells. To simplify the solution of the problem, it is proposed to reduce a twodimensional problem to a one-dimensional problem about beam deformation, the material of which has different deformation diagrams under compression and tension in the axial direction. Comparison with the results of numerical solution of the two-dimensional problem with the finite element method in the elastic plastic formulation is carried out. The obtained results of the elastic-plastic solution for the bending moment in the pipeline section under combined loading make it possible to clarify criterion ratio of the strength of the pipeline section with an annular defect in the direction of reducing the rejection. Application of the developed approach allows to rank pipeline sections with non-design bending in the steppe close to the limit state under combined loading of the pipeline with bending moment, longitudinal force and internal pressure.
