Обзор статьи

Параметрические колебанияи динамическая устойчивость однородныхи неоднородных тороидальных оболочекв упругой среде

УДК: 

624.074.43

DOI: 

10.23968/1999-5571-2025-22-3-74-83

Страницы: 

74-83

Аннотация: 

Исследуются параметрические колебания и динамическая устойчивость однородных и неоднородных (двухслойных) тороидальных оболочек, взаимодействующих с упругой средой. Рассматриваются наземное и подземное размещение оболочек. Расчетные модели соответствуют криволинейным участкам магистральных трубопроводов диаметром 1020-1420 мм для транспортировки жидкости или газа. Трубопроводы подвергаются статическим и динамическим нагрузкам, влияющим на их надежность. Динамические воздействия могут быть вызваны работой насосных или компрессорных станций, сейсмической активностью и другими факторами. Повышение ресурса трубопроводов связано с устранением вредных колебаний, которые приводят к нарушению изоляции, коррозионному растрескиванию и усталостному разрушению. В сложных случаях возможны аварии с экономическими и экологическими последствиями. Цель работы - изучение параметрического резонанса и динамической устойчивости оболочек при взаимодействии с окружающей средой. На основе уравнения Матье и методики Боголюбова-Митропольского определены границы областей динамической неустойчивости для различных вариантов размещения оболочек. Учитываются нестационарное внутреннее давление, продольная сжимающая сила и упругое основание грунта.

Список цитируемой литературы: 

  1. Panda L. N., Kar R. C. Nonlinear dynamics of a pipe conveying pulsating fluid with combination, principal parametric and internal resonances // Journal of Sound and Vibration. 2008. Vol. 309 (3-5). Pp. 375-406. URL: https://doi.org/10.1016/J.JSV.2007.05.023

  2. Panda L. N., Kar R. C. Nonlinear dynamics of a pipe conveying pulsating fluid with parametric and internal resonances // Nonlinear Dynamics. 2007. Vol. 49. Pp. 9-30. URL: https://doi.org/10.1007/S11071-006-9100-6

  3. Łuczko J., Czerwiński A. Nonlinear three-dimensional dynamics of flexible pipes conveying fluids // Journal of Fluids and Structures. 2017. Vol. 70. Pp. 235-260. URL: https://doi.org/10.1016/J.JFLUIDSTRUCTS.2017.02.002

  4. Khudayarov B. A., Komilova Kh. M., Turaev F. Zh. Dynamic analysis of the suspended composite pipelines conveying pulsating fluid // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2020. Vol. 75. 103148. URL: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103148

  5. Khudayarov B. A., Komilova Kh. M., Turaev F. Zh. Numerical Simulation of Vibration of Composite Pipelines Conveying Pulsating Fluid // International Journal of Applied Mechanics. 2019. Vol. 11 (9). 1950090. URL: https://doi.org/10.1142/s175882511950090x

  6. Khudayarov B. A., Turaev F. Zh. Mathematical simulation of nonlinear oscillations of viscoelastic pipelines conveying fluid // Applied Mathematical Modelling. 2019. Vol. 66. Pp. 662-679. URL: https://doi.org/10.1016/J. APM.2018.10.008

  7. Ильин В. П. Параметрические колебания цилиндрических оболочек с потоком жидкости // Вестник РААСН. ОСН. 1996. Вып. 1. C. 15-21

  8. Ильин В. П., Соколов В. Г. Исследование параметрического резонанса в трубопроводах, содержащих пульсирующий поток жидкости // Вопросы механики строительных конструкций и материалов: межвуз. темат. сб. Л., 1987. С. 6-10

  9. Соколов В. Г., Разов И. О., Пассек В. В. Влияние параметра тонкостенности поперечного сечения на параметрические колебания магистральных нефтеи газопроводов при наземной прокладке // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 12. С. 92-96

  10. Разов И. О., Соколов В. Г., Дмитриев А. В., Березнев А. В. Параметрические колебания подземного и надземного нефтепровода // Архитектура, строительство, транспорт. 2023. № 3 (105). С. 48-60

  11. Болотин В. В. Динамическая устойчивость упругих систем. М.: Гостехиздат, 1956. 600 с

  12. Шмидт Г. Параметрические колебания / пер. с нем. В. М. Старжинского; под ред. М. З. Литвина-Седого. М.: Мир, 1978. 336 с

  13. Кондрашев Н. С. Параметрические колебания трубопроводов на упруго-демпфирующих опорах, вызываемые пульсирующим потоком // Рассеяние энергии при колебаниях механических систем / под ред. Г. С. Писаренко. Киев: Наукова Думка, 1968. С. 427-433

  14. Ишемгужин И. Е., Габбасов Т. И., Шаммазов И. А., Ситдиков М. Р., Кочеков М. А. Демпфирование параметрических колебаний трубопровода // Нефтегазовое дело. 2011. № 3. С. 84-93. EDN OYYFYD

  15. Разов И. О. Исследования свободных колебаний наземных тонкостенных газопроводов большого диаметра // Вестник гражданских инженеров. 2013. № 4 (39). С. 100-103

  16. Разов И. О., Соколов В. Г. Свободные колебания тонкостенного криволинейного участка магистрального газопровода при подземной бестраншейной прокладке // Инновации и инвестиции. 2023. № 8. С. 281-285. EDN WEYHPE

  17. Разов И. О. Колебания тороидальной оболочки-трубопровода в грунте с учетом продольной сжимающей силы и температуры // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 11. С. 63-71. DOI 10.33622/0869-7019.2024.11.63-71. EDN GZKKQL

  18. Разов И. О., Соколов В. Г., Коркишко А. Н., Ермолаев А. Н. Аналитические методы расчета динамических характеристик прямолинейных тонкостенных трубопроводов большого диаметра при наземной прокладке. М.: ООО «КОНВЕРТ», 2019. 128 с. ISBN 978-56043840-6-0. EDN RNRTBO

  19. Соколов В. Г., Разов И. О., Мальцева Т. В. Свободные колебания тонкостенного криволинейного участка магистрального нефтепровода при наземной прокладке // Транспортные сооружения. 2021. Т. 8, № 4. 20 с. DOI 10.15862/08SATS421. EDN VDVQIX

  20. Разов И. О., Соколов В. Г., Дмитриев А. В. Определение частот свободных колебаний для подземного нефтепровода большого диаметра с учетом влияния демпфера // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 3 (92). С. 53-61. DOI 10.23968/1999-5571-2022-19-353-61. EDN LXDXML

  21. Разов И. О. Влияние температуры окружающей среды на частоты свободных колебаний тонкостенных магистральных газопроводов большого диаметра при надземной прокладке // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 6 (95). С. 39-46. DOI 10.23968/1999-55712022-19-6-39-46. EDN WDRKTM

  22. Соколов В. Г., Разов И. О., Волынец С. И. Свободные колебания неоднородных тонких цилиндрических оболочек, заглубленных в грунт // Вести газовой науки. 2021. № 1 (46). С. 190-195. EDN SJSSJH

  23. Вельмисов П. А., Корнеев А. В., Киреев С. В. Исследование динамической устойчивости трубопровода // Журнал Средневолжского математического общества. 2016. Т. 18, № 2. С. 106-114

  24. Djondjorov P. A., Vassilev V. M., Dzhupanov V. Dynamic stability of fluid conveying cantilevered pipes on elastic foundations // Journal of Sound and Vibration. 2001. Vol. 247 (3). Pp. 537-546

  25. Djondjorov P. A. Dynamic stability of pipes partly resting on Winkler foundation // Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2001. Vol. 31 (3). Pp. 101-112

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Разов И. О. ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Москва, Россия Тюменский индустриальный университет Тюмень, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=82836262

Выпуск журнала

№ 3 (110) Июнь 2025