Оболочечные модели трубопроводов

Оболочечные модели трубопроводов [c.315]

При моделировании и верификации проектных решений с учетом жизненного цикла трубопроводов для получения достоверных и обоснованных оценок нельзя ограничиваться только балочными моделями трубопроводов с линейно-упругим поведением материала труб. Эти модели не позволяют определять реальное трехмерное нелинейное НДС любого участка трубопроводной сети. Для определения реального сложного НДС трубопроводных конструкций необходимо применять новые методы моделирования, например, разработанные В.В. Алешиным и предполагающие последовательный переход от балочных моделей труб к более сложным оболочечным и объемным моделям (см. Главу 3 и работы [3, 6, 17, 23, 43]). Данные методы предоставляют проектировщику трубопроводных систем возможность в полной мере и с высокой точностью выполнить все требования действующих на сегодняшний день нормативных документов по расчету механических напряжений с учетом всех действующих нагрузок и упруго-пластической работы металла труб. Например, такая верификация проектных решений необходима при проектировании (см. [44]) [c.40]

На втором этапе расчеты НДС наиболее нагруженных участков проводятся с использованием оболочечных КЭ-моделей трубопроводов. Все трубопроводы, входящие в анализируемый на этом этапе участок, рассматриваются как трехмерные тонкостенные оболочки и аппроксимируются оболочечными КЭ. [c.315]

ГУ для оболочечных КЭ-моделей трубопроводов задаются по результатам анализа балочных КЭ-моделей с помощью специально разработанных алгоритмов и автоматизированных процедур (см. [1,3]). [c.316]

Применение оболочечных моделей позволяет с достаточной точностью определять реальную картину НДС трубопроводной конструкции на прямых и изогнутых участках, удаленных от мест резкого изменения в пространстве направлений градиентов напряжений и деформаций. Вследствие допущений и предположений, заложенных в основах теории оболочек, оболочечные модели не позволяют получить каких-либо приемлемых по точности результатов в областях приложения краевых условий (например, в местах жесткого крепления трубопроводов), резкого изменения геометрической формы конструкции (например, в области тройниковых соединений или локальных дефектов стенок трубы) и других участков, где возникающее при нагрузках НДС носит существенно объемный характер. [c.318]

На следующем шаге с помощью балочных или оболочечных моделей исследуется влияние обнаруженных при технической диагностике смещений от проектного положения трубопроводов и элементов их крепления на НДС всей конструкции в целом. Далее уточнение сложного НДС наиболее нагруженных и/или имеющих дефекты участков трубопроводов проводится с использованием оболочечных и объемных моделей. На этом же этапе осуществляется моделирование предельных состояний и разрушения наиболее нагруженных сегментов трубопроводной системы. [c.320]

Определить максимальную допустимую длину раскапываемых участков можно по результатам численного анализ НДС трубопровода во время экскавации в соответствии с алгоритмами второго этапа (оболочечные модели труб, объемные модели грунта) вычислительной технологии, представленной в Разделе 3.4.2. Ввиду симметричности рассматриваемой в данной постановке задачи конструкции достаточно смоделировать сложное НДС одной из ее периодически повторяющихся частей. Пример расчетной модели такой части участка МТ, подвергшегося экскавации, и близлежащего грунта представлен на рис. 3.28. [c.326]

Процедура определения значения сводится к выполнению серии вычислительных экспериментов по анализу трехмерного нелинейного НДС грунта, окружающего отрезок прямого горизонтального трубопровода, при постепенном (с выбранным шагом) увеличении осевых смещений данного участка. Численное моделирование вьшолняется МКЭ с использованием оболочечных КЭ-моделей трубопроводов и объемных КЭ-моделей окружающего грунта по технологии, описанной в Разделе 3.4.2.2. [c.629]

Уточненный анализ сложного НДС трубопроводной конструкции выполняется на следующих этапах моделирования с использованием более сложных оболочечных и объемных КЭ-моделей. Задание граничных условий для оболочечных и объемных моделей участков МТ производится по результатам, полученным для балочных моделей. Наиболее удобным способом в данном случае является задание в качестве граничных условий кинематических характеристик НДС. Из всех кинематических параметров на границах рассматриваемого участка подземного трубопровода на его НДС наиболее существенное влияние оказывают осевые смещения трубопровода. [c.314]

Общий алгоритм анализа криволинейных участков трубопроводов также состоит из трех последовательных взаимосвязанных этапов моделирования с использованием балочных, оболочечных и объемных КЭ-моделей. Кроме того, для корректного учета начального НДС гнутых участков алгоритм дополняется процедурами прямого численного моделирования процесса холодного гнутья труб. Рассмотрим некоторые особенности анализа сложного нелинейного НДС холодногнутых труб МТ с коррозионными дефектами более подробно. [c.321]

Согласно представленным в Разделе 3.4 методам и алгоритмам, численный анализ сложного нелинейного НДС подземных участков промышленных трубопроводных систем проводится поэтапно, с последовательным использованием балочных, оболочечных и объемных моделей труб. На первом этапе для моделирования нелинейного взаимодействия трубопровода с окружающим его грунтом используются полуэмпирические (инженерные) расчетные модели грунтов (см. Раздел 3.3.2.1), построенные на основании результатов экспериментальных исследований. [c.628]

ГУ в виде перемещений узловых точек задаются по периметру объемной КЭ-модели. Они формируются по результатам анализа оболочечной КЭ-модели на предыдущем этапе. Также задаются и основные нагрузки, действующие на рассматриваемый участок трубопровода, - избыточное внутреннее давление и температурный перепад. Следует заметить, что сопротивление грунта деформациям подземных участков на третьем этапе не МО делиру ется [c.318]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология