Пружнопластичний стан труби з нерівномірною товщиною стінки при комбінованому навантаженні

Abstract

Запропоновано методику теоретичного й експериментального дослідження пружноплас- тичного стану труби з нерівномірною товщиною стінки при комбінованому навантаженні внутрішнім тиском, згинальним моментом і поздовжньою силою. Досліджували зразки сталевих труб, товщину стінки яких у поперечному перерізі описували за косинусоїдальним законом. Для визначення шляхом розрахунку напружень і деформацій за границею пружності використовували деформаційну теорію пластичності і безмоментну теорію тонкостінних оболонок. Виконано порівняння експериментальних даних із теоретичними. Наведено приклад практичного застосування методики для оцінки міцності послабленої втратою металу зони защемленої грунтом ділянки магістрального трубопроводу.

Предложена методика теоретического и экспериментального исследования упругопластического состояния трубы с неравномерной толщиной стенки при комбинированном нагружении внутренним давлением, изгибающим моментом и продольной силой. Исследованию подвергали образцы металлических труб, толщину стенки которых в поперечном сечении описывали с помощью косинусоидального закона. Для определения напряжений и деформаций за пределом упругости расчетным путем использовали деформационную теорию пластичности и безмоментную теорию тонкостенных оболочек. Выполнено сравнение экспериментальных данных с теоретическими. Приведен пример практического применения методики для оценки прочности ослабленной потерей металла зоны участка подземного магистрального трубопровода.

We propose a method for theoretical and experimental investigation into elastoplastic state of a pipe with uneven wall thickness subjected to the combined action of internal pressure, bending moment, and a longitudinal force. Tests were carried out on metallic pipe specimens whose wall thickness in the cross section was described by the cosine law. For calculation of stress and strain values beyond the elastic limit, the strain theory of plasticity and the membrane theory of thin-walled shells have been employed. We compared the experimental data with the theoretical results. To provide an example of the practical use of the method proposed we estimated the strength of an underground zone of the main pipeline weakened by loss of metal.