Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

	Осевое напряжение, М Па
	- 150	- 100	- 50
	0,0000	0,0000	- 0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000
	- 0,0075	- 0,0061	- 0,0052	-0,0046	- 0,0042	- 0,0038	- 0,0035
	- 0,0279	- 0,0226	- 0,0191	-0,0168	- 0,0150	- 0,0136	- 0,0125
	- 0,0575	- 0,0461	- 0,0388	-0,0337	- 0,0299	- 0,0270	- 0,0247
	- 0,0928	- 0,0737	- 0,0615	-0,0531	- 0,0468	- 0,0420	- 0,0382
	- 0,1299	- 0,1025	- 0,0850	-0,0729	- 0,0640	- 0,0571	- 0,0517
	- 0,1657	- 0,1299	- 0,1071	-0,0914	- 0,0799	- 0,0710	- 0,0640
	- 0,1969	- 0,1536	- 0,1262	-0,1073	- 0,0935	- 0,0828	- 0,0745
	- 0,2211	- 0,1719	- 0,1409	-0,1194	- 0,1038	- 0,0918	- 0,0823
	- 0,2364	- 0,1835	- 0,1501	-0,1270	- 0,1102	- 0,0973	- 0,0872
	-0,2416	-0,1874	-0,1532	-0,1296	-0,1124	-0,0992	-0,0888
	- 0,2364	- 0,1835	- 0,1501	-0,1270	- 0,1102	- 0,0973	- 0,0872
	- 0,2211	- 0,1719	- 0,1409	-0,1194	- 0,1038	- 0,0918	- 0,0823
	- 0,1969	- 0,1536	- 0,1262	-0,1073	- 0,0935	- 0,0828	- 0,0745
	- 0,1657	- 0,1299	- 0,1071	-0,0914	- 0,0799	- 0,0710	- 0,0640
	- 0,1299	- 0,1025	- 0,0850	-0,0729	- 0,0640	- 0,0571	- 0,0517
	- 0,0928	- 0,0737	- 0,0615	-0,0531	- 0,0468	- 0,0420	- 0,0382
	- 0,0575	- 0,0461	- 0,0388	-0,0337	- 0,0299	- 0,0270	- 0,0247
	- 0,0279	- 0,0226	- 0,0191	-0,0168	- 0,0150	- 0,0136	- 0,0125
	- 0,0075	- 0,0061	- 0,0052	-0,0046	- 0,0042	- 0,0038	- 0,0035
	0,0000	0,0000	0,0000	-0,0000	- 0,0000	- 0,0000	- 0,0000

жирным шрифтом выделены столбик, соответствующий отсутствию осевой нагрузки (N = 0), а также строка, соответствующая середине ремонтируемого участка, где вертикальные смещения максимальны.

Вертикальные смещения трубы V (в м) на участке длиной L = 40 м при различных осевых нагрузках (диаметр трубы 720 мм, толщина стенки 9 мм, заполнена нефтью, краевые условия нулевые)

На рис. 5.10-5.11 приведены графики вертикальных смещений участков трубопровода при различных граничных условиях. Все остальные параметры одинаковы и характеризу-

-0,2 У -0,4 -0,6 -0,8 -1,0

35 z, м

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

35 z, м

ются следующими значениямии условиями: длина участка 40 м, диаметр трубы 720 мм, толщина стенки 9 мм, трубопровод заполнен нефтью.

Как видно из приведенных результатов расчетов, влияние осевой нагрузки на напряженно-деформированное сост ояние трубопровода во время ремонт а может быть значительным.

Решение т ест овой задачи (на основе примера 5.1)

Основным инструментом исследования напряженно-деформированного состояния ремонтируемых участков магистральных трубопроводов приняли метод конечных элементов (МКЭ) с применением ряда формул (5.52). Но сначала надо убедиться, что такой «инструмент» может дать результаты с необходимой точностью. Для этого рассмотрим методом конечных элементов на примере тестовой задачи, аналитическое решение которой хорошо известно. Расчетная схема выбранной задачи показана на рис. 5.11.

Участок трубопровода длиной L находится под действием только собственного веса Q. Кроме того, на данном участке трубопровод испытывает осевое усилие N, соответствующее осевому напряжению aN. На границах данного участка А и В задаются вертикальные координаты (VA, Vg) и углы наклона трубопровода (аА, аВ). Известны диаметр трубопровода, толщина стенки, весовые параметры металла труб, перекачиваемого продукта (например, нефти), изоляции.

Определить напряженно-деформированное состояние данного участка трубопровода.

Для решения данной задачи составили программу, реализующую МКЭ. Текст программы написан на алгоритмическом языке «Fortran». Полученные МКЭ-решения совпадают с аналитическими решениями этой же задачи при всех сочетаниях граничных условий и продольных усилий, несмотря на небольшое количество конечных элементов (количество

тттттттггтп

0 L z

Рис. 5.11. Расчетная схема тестовой задачи