Обзор статьи

Влияние температуры окружающей среды на частоты свободных колебаний тонкостенных магистральных газопроводов большого диаметра при надземной прокладке

УДК: 

624.074.433

DOI: 

10.23968/1999-5571-2022-19-6-39-46

Страницы: 

39-46

Аннотация: 

Исследуется влияние температуры окружающей среды на динамические характеристики надземного магистрального трубопровода большого диаметра. С использованием расчетной схемы в виде тонкостенной цилиндрической оболочки и геометрически нелинейного варианта полубезмоментной теории цилиндрических оболочек определяются частоты свободных колебаний. Учтено совместное влияние внутреннего рабочего давления, параметра продольной сжимающей силы, температуры. На основании уравнения движения в усилиях, с учетом допущений полубезмоментной теории и внешних воздействий, получено уравнение движения в перемещениях. Граничные условия приняты шарнирные, рассматриваются трубы средней длины и длинные в диапазоне отношения длины к радиусу 8<L/R<15 от опоры до опоры. Проведено исследование влияния изменения температуры на частоты свободных колебаний надземных газопроводов при различных значениях продольной сжимающей силы и геометрических характеристик. Установлена зависимость изменения частот свободных колебаний от нагрева и охлаждения участка трубопровода с учетом совокупного воздействия внутреннего рабочего давления и продольной сжимающей силы.

Список цитируемой литературы: 

  1. Teng J. G. Buckling of thin shells: recent advances and trends // Applied Mechanical Reviews. 1996. Vol. 49 (4). Pp. 263-274

  2. Thang P. T. Analytical solution for thermal buckling analysis of rectangular plates with functionally graded coatings // Aerospace Science and Technology. 2016. Vol. 55. Pp. 465-473

  3. Ghorbanpour A. Critical temperature of short cylindrical shells based on improved stability equation // Journal of Applied Sciences. 2002. Vol. 2 (4). Pp. 448-452

  4. Сысоев Е. О., Добрышкин А. Ю., Сысоев О. Е., Журавлева Е. В. Моделирование колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки при равномерном температурном воздействии при вариационной постановке задачи // Труды МАИ. 2021. № 117. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-kolebaniy-tonkostennoy-t... (дата обращения: 30.06.2022)

  5. Li G. Q., Han J., Lou G. B., Wang Y. C. Predicting intumescent coating protected steel temperature in fire using constant thermal conductivity // Thin-Walled Structures. 2016. Vol. 98. Pp. 177-184

  6. Yang G. T., Bradford M. A. Thermal-induced buckling and postbuckling analysis of continuous railway tracks // International Journal of Solids and Structures. 2016. Vol. 97-98. Pp. 637-649

  7. Eslami M. R., Javaheri R. Buckling of composite cylindrical shells under mechanical and thermal loads // Journal of Thermal Stresses. 1999. Vol. 22 (6). Pp. 527-545

  8. Darvizeh M., Darvizeh A., Shaterzadeh A. R., Ansari R. Thermal buckling of spherical shells with cut-out // Journal of Thermal Stresses. 2010. Vol. 33 (5). Pp. 441-458

  9. Sofiyev A. H., Kuruoglu N. Non-linear buckling of an FGM truncated conical shell surrounded by an elastic medium // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2013. Vol. 107. Pp. 38-49

  10. Sofiyev A. H. Thermal buckling of FGM shells resting on a two-parameter elastic foundation // Thin-Walled Structures. 2011. Vol. 49 (10). Pp. 1304-1311

  11. Eslami M. R., Ziaii A. R., Ghorbanpour A. Thermoelastic buckling of thin cylindrical shells based on improved stability equations // Journal of Thermal Stresses. 1996. Vol. 19 (4). Pp. 299-315

  12. Shahsiah R., Eslami M. R. Thermal buckling of functionally graded cylindrical shell // Journal of Thermal Stresses. 2003. Vol. 26 (3). Pp. 277-294

  13. Shahsiah R., Eslami M. R. Functionally graded cylindrical shell thermal instability based on improved Donnell equations // AIAA Journal. 2003. Vol. 41 (9). Pp. 1819-1826

  14. Shahsiah R., Eslami M. R., Naj R. Thermal instability of functionally graded shallow spherical shell // Journal of Thermal Stresses. 2006. Vol. 29 (8). Pp. 771-790

  15. Eslami M. R., Shahsiah R. Thermal buckling of imperfect cylindrical shells // Journal of Thermal Stresses. 2001. Vol. 24 (1). Pp. 71-89

  16. Новожилов В. В. Теория тонких оболочек. 2-е изд., доп. и перераб. Л.: Судпромгиз, 1962. 430 с

  17. Власов В. З. Общая теория оболочек и ее приложения в технике. М.; Л.: Гостехиздат, 1949. 784 с

  18. Аксельрад Э. Л., Ильин В. П. Расчет трубопроводов. Л.: Машиностроение, 1972. 240 с

  19. Термопрочность деталей машин / под общ. ред. И. А. Биргера, Б. Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. 455 с

  20. Wang Z.-W., Quanfeng H., Nash D. H., Liu P.-Q. Investigation on inconsistency of theoretical solution of thermal buckling critical temperature rise for cylindrical shell // Thin-Walled Structures. 2017. Vol. 119. Pp. 438-446

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Разов И. О. Тюменский индустриальный университет Тюмень, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 6 (95) Декабрь 2022