Напряженно-деформированное состояние трубопровода под воздействием комбинированной нагрузки

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния трубопровода, находящегося под воздействием двух видов нагрузок: 1) изгибающей силы в вертикальной плоскости; 2) совместного действия изгибающей силы в вертикальной плоскости и внутреннего давления. Эксперименты выполнены на образце трубы со следующими характеристиками: марка стали – Ст3, наружный диаметр – 114 мм, толщина стенки – 4,5 мм, длина – 0,94 м. Измерялись кольцевые и продольные деформации в разных областях стенки трубы, испытывающей изгибающую нагрузку в вертикальной плоскости. Для определения других параметров напряженно-деформированного состояния применялись теории толстостенной и тонкостенной цилиндрической оболочки, обобщенный закон Гука, формула Журавского–Власова для расчета касательных напряжений при поперечном изгибе тонкостенной трубы, использовался принцип независимости действия сил. Найдены зависимости параметров напряженно-деформированного состояния (кольцевая, продольная, радиальная деформации; кольцевое, продольное, касательное напряжения; интенсивность напряжений) стенки трубы от угловой координаты φ в разных поперечных сечениях образца трубы. Выявлено, что в рассматриваемых случаях нагружения существенное значение имеют кольцевые и касательные напряжения. Величины кольцевых и касательных напряжений следует учитывать при вычислении интенсивности напряжений, когда проводится оценка магистрального трубопровода на прочность по энергетической теории.