Розвинуто розрахунково-експериментальний метод визначення залишкових напружень у зонах багатошарових кільцевих швів трубопроводів і оцінено їх вплив на довговічнсть зварних з'єднань за наявності гострокінцевих дефектів за дії повторно-змінних навантажень. У межах теорії оболонок побудовано математичну модель для визначення компонентів напруженого стану з урахуванням двовимірного розподілу залишкових несумісних деформацій, локалізованих біля шва, та структурно-фазових змін у зоні термічного впливу. Наведена модель базується на розв'язанні обернених задач теорії оболонок з власними напруженнями та передбачає застосування експериментальної інформації, одержаної за неруйнівними методами. З використанням математичної моделі закриття тріщини та концепції ефективного розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень, одержано розрахункову модель для врахування впливу залишкових напружень на втомне руйнування за циклічного навантаження. Оцінено вплив залишкових напружень на довговічність трубопроводу з осьовим поверхневим дефектом у зоні зварного з'єднання під дією експлуатаційного навантаження.

  Скачати повний текст

Вивчено напружено-деформований стан за межею пружності тонкостінних труб, що знаходяться під дією навантаження внутрішнім тиском, згином і поздовжньою силою. Розвинуто підхід зведення плоскої задачі до одновимірної. Значну уваги приділено розрахунку жорсткості елементів тонкостінних труб, за якого застосовується модель, в якій результуюча сила та згинальний момент інтегруються за поперечним перерізом труби відносно напруження, що змінюється залежно від параметрів деформації їх вісей. Використано методику визначення "єдиної" кривої деформування гіпотетичного матеріалу, з якого виготовлено ділянку тонкостінної труби під тиском, за умов її розрахунків на плоский згин з розтягом з урахуванням пластичних деформацій. Виведено аналітичні залежності поздовжньої сили та згинального моменту від параметрів деформації вісі труби для ідеального пружнопластичного матеріалу та пружнопластичного матеріалу з лінійним зміцненням. Для матеріалу труби, що у пластичній зоні змінюється за степеневим законом, за допомогою числових методів та з використанням математичного пакета програм MatCAD 8.0 pro опрацьовано алгоритм та програму розрахунку згинального моменту та поздовжньої сили на ЕОМ. З використанням запропонованого підходу розраховано переміщення труби, навантаженої внутрішнім тиском, згинальним моментом і поздовжньою силою та на підставі цих розв'язків зроблено висновки щодо впливу внутрішнього тиску та поздовжньої сили на жорсткість труби.

  Скачати повний текст

Досліджено географо-генетичні особливості трансформації грунтів у процесі будівництва та експлуатації магістральних трубопроводів (МТ). Визначено кількісні й якісні показники техногенної трансформації грунтів (ТТГ), а також ступінь ТТГ досліджуваної території. Запропоновано методику вивчення грунтів уздовж лінійних споруд, зокрема, метод трансект і ключових ділянок. Використано шкалу Манселла як діагностичний показник для визначення ступення ТТГ. Вдосконалено класифікацію техногенно порушених грунтів (ТПГ) трас МТ і новозбудованих. Проведено бонітетну оцінку ТПГ. Наведено методику визначення втрат сільськогосподарського виробництва в процесі будівництва МТ, вивчено властивості техногенно непорушених і модифікованих грунтів і техноземів.

  Скачати повний текст

Досліджено коливні процеси гнучких, пружних і в'язкопружних трубопроводів з інерційним рухомим навантаженням, що моделюється рухомою рідиною (РР). Розглянуто крайові задачі коливань гнучких і пружних трубопроводів (ГПТ) за різних форм закріплення кінців та з урахуванням додаткового поздовжнього натягу силами тертя з повним урахуванням сил інерції РР. Визначено динаміку систем з інерційним навантаженням, яке базується на застосуванні двохвильового представлення розв'язку та асимптотичного методу. Описано наближені розв'язки та встановлено умови стійкості прямолінійних і підвішених криволінійних ГПТ. Проаналізовано двохвильові особливості коливань трубопроводів та залежність власних частот, ексцесів (перекосів) форм власних коливань від швидкості руху потоку рідини; критичні швидкості (КШ) рухомого навантаження, за яких система втрачає стійкість. Проведено дослідження коливань трубопроводу з реологічного матеріалу на моделях стандартного та слабкосингулярного спадкового тіла. Встановлено, що значення КШ і власних частот визначаються через миттєвий модуль пружності; спадкові властивості матеріалу труби зумовлюють затухаючі коливання та наявність деформації повзучості; декремент залежить від швидкості руху рідини (ШРР) і зростає з її ростом; коефіцієнт повзучості змінює знак, що відповідає посиленню повзучості за наближення ШРР докритичного значення. Досліджено вимушені коливання трубопроводу з реологічного матеріалу за кінеметичного та силового збудження, двохвильові особливості коливань та форми вимушених коливань.

  Скачати повний текст

Розроблено алгоритм імітаційного управління інженерною мережею з урахуванням показників надійності постачань цільового продукту споживачам. Запропоновано узагальнений критерій оцінки якості прийняття рішень з раціональної експлуатації та розвитку інженерних мереж, а також частковий критерій, що відображає надійність інженерної мережі за умов реалізації обраного рішення. Наведено метод визначення показника безперебійності постачання цільового продукту конкретним споживачам, що використовується для розрахунку часткового критерію. Отримано оцінки надійності функціонування елементів інжерених мереж, виконаних як мостові з'єднання з перемичками. Розвинуто програмний комплекс раціональної експлуатації та розвитку інженерних мереж на базі розробленого модуля розрахунку надійності.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі та методи оцінки напружено-деформованого стану (НДС) потенційно небезпечних ділянок магістральних нафтогазопроводів, що експлуатуються за складних умов і за наявності пластичних деформацій. Застосовано новий підхід до розв'язання задачі про пружнопластичний стан труб у загальному випадку комбінованого навантаження внутрішнім тиском, розтягом (стиском), згином та крученням, що грунтується на безмоментній теорії циліндричних оболонок і деформаційній теорії пластичності. Запропоновано ефективні методи визначення НДС та характеристик жорсткості за межею пружності прямолінійних елементів трубопроводів. Створено комплексні розрахунково-експериментальні методи оцінки НДС балкових переходів у гористій місцевості та висячих переходів великої довжини з урахуванням наявності пластично-деформованих зон за результатами вимірювання їх статистичних і геометричних параметрів. Уточнено методику визначення НДС ділянок підземних трубопроводів в процесі механізованого капітального ремонту з заміною ізоляційного покриття в траншеї шляхом урахування піддатливості грунту на суміжних з підкопаною частиною ділянках та впливу поздовжньої стискальної сили. Розв'язано задачу про проздовжньо-поперечний згин та втрату стійкості ділянки трубопроводу за умови наявності поздовжньої стискальної сили під час підняття з рівної основи. Досліджено вплив пластичних деформацій на випинання та втрату стійкості відкритих ділянок магістральних трубопроводів.

  Скачати повний текст

Побудовано критерії циклічної міцності елементів трубопроводу з тріщинами, за якими можна визначати такі параметри циклічного навантаження, за яких забезпечується заданий ресурс експлуатації. Розроблено розрахункову модель для визначення періоду зародження втомної тріщини біля сплюснутого концентратора напружень. Встановлено вплив корозивно-активних і водневовмісних середовищ на міцність і довговічність газопроводів шляхом прогнозування росту корозійно-механічної тріщини в трубопроводах, виготовлених з високопластичних і високоміцних матеріалів, і на підставі створених математичних моделей запропоновано методику розрахунку залишкового ресурсу труби газопроводу з дефектом за умов дії вологого сірководню. Вперше одержано замкнуті формули для обчислення коефіцієнтів запасу міцності ділянок трубопроводів з тріщинами у зварних з'єднаннях з урахуванням змінних вздовж труби та за її товщиною залишкових напружень. Оцінено вплив даних напружень на статичну міцність ділянки трубопроводу з поверхневими тріщинами у зварному шві і, згідно з нормативними документами, встановлено категорійність їх небезпеки.

  Скачати повний текст

Розроблено нові методи аналізу гармонійних коливань трубопровідних систем. Модифіковано метод динамічних жорсткостей, який дозволяє використовувати єдиний варіант розрахункової схеми та модель, побудовану на основі методу початкових параметрів, з метою здійснення статичних і динамічних розрахунків трубопроводів, що забезпечує неперервність розрахунків у граничному переході від динаміки до статики та їх високу точність у разі квазістатичної поведінки трубопроводу. Запропоновано методи моделювання розгалужень і криволінійних елементів, які дозволяють моделювати трубопроводи довільної конфігурації. Розроблено метод "розмикання за переміщеннями" для пошуку власних частот і форм коливань, особливістю якого є те, що дослідник наперед задає напрямок пошуку власних мод коливань і має можливість одночасно знаходити власні форми та частоти коливань. За допомогою методів теорії оболонок досліджено коливальну поведінку згину труби. Вперше в світі одержано вираз для динамічного коефіцієнта збільшення податливості згину, який дозволяє з великим ступенем точності враховувати овалізацію даного елемента трубопроводу у разі гармонійних коливань, що надає можливість використовувати стержневі, а не складні оболонкові моделі для повноцінного моделювання трубопроводів. На підставі розроблених розрахункових методів створено комп'ютерну програму, що дозволяє проводити аналіз гармонійних коливань складних трубопровідних систем. Визначено можливості використання розробленого методу та програми для обробки даних вібродіагностики. Досліджено підходи, в яких використано заміри вібраційних переміщень і швидкостей. Показано високу ефективність методу для цих задач завдяки можливості навантажувати систему кінематично, тобто амплітудами переміщень. З використанням розроблених методів досліджено коливальну поведінку нафтопроводу під час аварії, наведено рекомендації щодо протидії руйнувань подібних об'єктів. Досліджено вібраційні властивості ділянки трубопроводу АЕС, визначено місця з максимальними вібраційними швидкостями, на яких доцільно розміщувати вібродатчики.

  Скачати повний текст

Розроблено аналітичний метод для дослідження стійкості прямолінійного трубопроводу в ідеально-пластичному середовищі. Розглянуто надкритичну поведінку трубопроводу. Запропоновано аналітичний метод для знаходження коефіцієнтів інтенсивності напружень (КІН) у згині труби з двома поздовжніми осьовими поверхневими тріщинами. Для замкненої оболонки з круговою віссю побудовано граничну криву залежності критичного моменту від тиску. Для розв'язку задач, пов'язаних з геометрично нелінійним деформуванням трубопроводу як стержня й оболонки запропоновано оригінальний чисельний алгоритм, розроблений з використанням базового та коректуючого рішення.

  Скачати повний текст

На підставі узагальнення статистичних даних щодо аварійності магістральних трубопроводів у межах України визначено найтиповіші відмови та причини їх виникнення. Одержано математичний розв'язок за допомогою матриці основних показників екологічної небезпеки для прогнозування масштабів забруднення довкілля у разі відмов нафтопроводів. Вивчено проникність грунтів різного гранулометричного складу під час фільтрації сирої нафти та дизельного палива, формування нафтового забруднення у підземних водах і перекриваючих їх відкладах. Виконано розрахунки інтенсивності витоку газу метану у разі корозійних пошкоджень трубопроводу, користуючись рівняннями термодинаміки тіла зі змінною масою, а для прогнозування динамічних параметрів витоку газу у випадку відмови трубопроводу на повний переріз розроблено математичну модель на базі системи рівнянь руху, нерозривності та енергії. Запропоновано методи їх практичної реалізації. Під час проектування продуктопроводів визначено методичні основи кількісної оцінки ризику. Скореговано концепцію удосконалення технологічного проектування трубопровідного транспорту нафти і газу на енергозбереження.

  Скачати повний текст