URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Алешин В.В., Селезнев В.Е., Клишин Г.С., Кобяков В.В., Дикарев К.И. Численный анализ прочности подземных трубопроводов Обложка Алешин В.В., Селезнев В.Е., Клишин Г.С., Кобяков В.В., Дикарев К.И. Численный анализ прочности подземных трубопроводов
Id: 15826
1528 руб. 1310 р.

Численный анализ прочности подземных трубопроводов

URSS. 2003. 320 с. ISBN 5-354-00525-6.
Белая офсетная бумага
  • Твердый переплет
Внимание: АКЦИЯ! Только по 01.12.23!

Аннотация

В монографии предлагаются технологии численного анализа напряженно-деформированного состояния промышленных трубопроводов, оценки их прочности в условиях многофакторного нагружения и численного моделирования последствий пожара, возникающего при разрушении трубопровода. Технологии построены с использованием современных методов вычислительной механики и ориентированы на практическое применение специалистами ТЭК, решающими производственные задачи... (Подробнее)


Оглавление
top
Предисловие
Список основных используемых сокращений
Глава 1.Численное моделирование напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов
 1.1.Предварительные замечания
 1.2.Общий алгоритм численного анализа прочности трубопроводов подземной прокладки
 1.3.Нагрузки и воздействия на подземный трубопровод
 1.4.Практическое применение общего алгоритма численного анализа прочности подземных трубопроводов
  1.4.1.Подготовительная работа
  1.4.2.Анализ общего напряженно-деформированного состояния трубопровода в балочном приближении
  1.4.3.Анализ общего напряженно-деформированного состояния в оболочечном приближении
  1.4.4.Анализ сложного нелинейного напряженно-деформированного состояния участков трубопроводов с коррозионными дефектами с применением объемных КЭ-моделей
 1.5.Список литературы к Главе 1
Глава 2.Численное моделирование напряженно-деформированного состояния подводных переходов магистральных трубопроводов
 2.1.Особенности конструкции и условий эксплуатации подводных переходов магистральных трубопроводов
 2.2.Постановка задачи анализа НДС и оценки прочности подводного трубопровода
  2.2.1.Постановка и математическая формализация задачи обтекания трубопровода потоком жидкости
 2.3.Методы решения
 2.4.Моделирование нагрузок на подводный трубопровод от потока жидкости
  2.4.1.Моделирование нагрузок на трубопровод, находящийся в стационарном потоке жидкости
  2.4.2.Моделирование нагрузок на трубопровод, находящийся в нестационарном потоке жидкости
  2.4.2.1.Численный анализ нестационарного течения воды
  2.4.2.2.Считывание и дискретизация расчетных зависимостей касательных напряжений на поверхности трубопровода от времени
  2.4.2.3.Процедура преобразования касательных напряжений в узловые усилия
  2.4.2.4.Анализ НДС подводного трубопровода в нестационарном потоке
 2.5.Анализ НДС подводного трубопровода, находящегося в стационарном потоке жидкости
  2.5.1.Постановка задачи и исходные данные
  2.5.2.Результаты моделирования
  2.5.3.Воздействие выталкивающей силы
 2.6.Анализ НДС подводного трубопровода, находящегося в нестационарном потоке жидкости
  2.6.1.Постановка задачи и исходные данные
  2.6.2.Результаты моделирования
 2.7.Список литературы к Главе 2
Глава 3.Численное моделирование аварийного разрушения узлов пересечения многониточных магистральных газопроводов
 3.1.Предварительные замечания
 3.2.Постановка задачи и метод решения
 3.3.Технология численного моделирования аварийного разрушения узлов пересечения многониточных магистральных газопроводов и примеры ее применения
  3.3.1.Модели материалов
  3.3.1.1.Модель Крига
  3.3.1.2.Модель грунта как жидкой среды
  3.3.1.3.Модель трубной стали
  3.3.2.Практические аспекты технологии
  3.3.2.1.Построение геометрической модели и КЭ-сетки
  3.3.2.2.Определение свойств материалов
  3.3.2.3.Присвоение свойств материалов элементам конструкции
  3.3.2.4.Нагрузки и граничные условия
  3.3.2.5.Определение взаимодействия между элементами конструкций
  3.3.2.6.Установка опций контроля выполнения анализа
  3.3.2.7.Структура входных данных для программы LS-DYNA и подготовка к выполнению анализа
  3.3.2.8.Выполнение численного анализа
  3.3.2.9.Просмотр результатов
  3.3.3.Модельные примеры
  3.3.3.1.Удар фрагмента разрушившегося трубопровода по другому трубопроводу в зоне пересечения
  3.3.3.2.Воздействие на трубопровод волны давления, формирующейся в грунтовом массиве при разрушении соседнего трубопровода
  3.3.3.3.Осколочное поражение
 3.4.Список литературы к Главе 3
Приложение 1. Программа автоматизированного построения и расчета участков трубопровода в балочном приближении
Приложение 2. Программа автоматизированного построения геометрической объемной модели трубопровода с окружающим грунтом
Приложение 3. Программа автоматизированного построения геометрической объемной модели участка трубопровода с коррозионным дефектом
Приложение 4. Программа автоматизированного поиска разрушающего давления для участков трубопровода с наружными коррозионными дефектами стенки
Приложение 5. Оценка влияния погрешностей исходных данных на точность получаемых результатов
Приложение 6. Программные процедуры для выполнения анализа НДС подводного трубопровода с учетом воздействия обтекающего его потока жидкости
Об авторах

Предисловие
top

Предлагаемая вашему вниманию монография посвящена развитию научного направления, связанного с разработкой практических методов и технологий численного анализа прочности сложных трубопроводных систем с целью повышения их безопасности, экономичности и экологичности.

В данной монографии подробно рассматриваются практические аспекты развития технологии численного прочностного анализа промышленных трубопроводных систем для выявления аварийно-опасных участков трубопроводов и их ранжирования по срокам ремонта или замены.

В ее основу положен разработанный В.В.Алешиным научный подход к повышению безопасности промышленных трубопроводных систем с использованием методов численного прочностного анализа. Данный подход заключается в проведении численного анализа сложного нелинейного напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопроводов с минимальными упрощениями их конструкции с учетом многофакторного нагружения; оценке их прочности по результатам моделирования разрушения исследуемых участков трубопроводов; определении параметров их безопасной эксплуатации. В представляемой вниманию читателей монографии основное внимание уделяется развитию данной вычислительной технологии в направлении автоматизации процедур подготовки исходных данных, проведения расчетов и анализа полученных результатов.

Материал, изложенный в монографии, является логическим продолжением и развитием концепций и методов, предложенных в работе В.Е.Селезнева, В.В.Алешина и Г.С.Клишина "Методы и технологии численного моделирования газопроводных систем", опубликованной в издательстве УРСС (г.Москва) в 2002 году (448 с.).

Первая Глава монографии посвящена описанию алгоритмов вычислительной технологии и созданных на их базе программных процедур автоматизации численного анализа сложного нелинейного НДС и оценки прочности подземных трубопроводов с учетом их многофакторного нагружения и данных технической диагностики. Программные процедуры реализованы для практического применения в виде программных модулей (макросов), написанных на языке APDL, и предназначены для использования в лицензионной универсальной компьютерной программе ANSYS (США).

Во второй Главе монографии рассматривается технология численного анализа НДС и оценки прочности оголенных участков подводных переходов магистральных трубопроводов с учетом силового воздействия обтекающего их стационарного и нестационарного потоков воды. Приводятся постановка задачи и результаты численного моделирования течения воды при обтекании подводного трубопровода в трехмерной постановке, алгоритмы передачи нагрузок, действующих со стороны потока на трубопровод, и технология анализа сложного нелинейного НДС подводного трубопровода с учетом дополнительных нагрузок от водного потока. Описаны программные процедуры автоматизации анализа НДС подводного трубопровода.

В третьей Главе излагаются и научно обосновываются подход к численному анализу аварийного разрушения узла пересечения многониточных магистральных трубопроводов и созданная на базе этого подхода вычислительная технология. Описываются алгоритмы разработанной технологии и рассматриваются примеры ее практического использования для анализа безопасности узлов пересечения магистральных трубопроводов.

Основной текст монографии дополняется и иллюстрируется материалами, содержащимися в шести приложениях.

В Приложении 1 приводится полный текст программных процедур автоматизации построения и численного анализа общего НДС трубопроводных участков подземной прокладки в балочном приближении.

В Приложении 2 представлен пример (фрагмент) текста программной процедуры автоматизированного построения и численного анализа оболочечной геометрической модели участка трубопровода с окружающим грунтом.

В Приложении 3 содержится пример (фрагмент) текста программной процедуры автоматизированного построения объемной геометрической модели участка трубопровода с коррозионным дефектом.

В Приложении 4 приводится полный текст программных процедур автоматизированного построения, расчета и определения разрушающего давления объемных КЭ-моделей участков трубопроводов с коррозионными дефектам.

В Приложении 5 анализируются результаты исследований степени влияния погрешностей каждого из типов исходных данных, необходимых для численного анализа сложного нелинейного НДС подземных участков трубопроводов, на точность получаемых расчетных оценок.

В Приложении 6 представлен полный текст программной процедуры для преобразования расчетных значений касательных напряжений, возникающих на поверхности подводного трубопровода при обтекании его стационарным или динамическим потоками, в соответствующие узловые силы, выступающие в качестве нагрузки при оценки сложного нелинейного НДС конструкции магистрального трубопровода в области подводного перехода.

Концепция рукописи данной монографии была сформулирована В.Е.Селезневым. Детальный план-проспект рукописи этой монографии был подготовлен В.Е.Селезневым и В.В.Алешиным. Глава 1 написана В.В.Алешиным, В.В.Кобяковым и В.Е.Селезневым; Глава 2 – В.В.Алешиным, В.Е.Селезневым, К.И.Дикаревым и Г.С.Клишиным; Глава 3 – В.В.Алешиным, К.И.Дикаревым, В.Е.Селезневым.

Программные процедуры, представленные в Приложениях 1, 3 и 4, разработаны В.В.Кобяковым, в Приложении 2 – К.И.Дикаревым. Приложение 5 написано В.В.Алешиным, К.И.Дикаревым и В.В.Кобяковым. В подготовке материала для Приложения 5 принимали участие П.В.Черномаз (Россия), Тибор Кршак (Словакия) и Рудольф Хайоши (Словакия).

Научная редакция монографии осуществлена В.В.Алешиным и В.Е.Селезневым.

В заключение авторы хотели бы искренне поблагодарить за постоянное внимание к своей работе, научно-технические консультации и критическое обсуждение материала, положенного в основу монографии, академика РАН, директора Российского Федерального Ядерного Центра – Всероссийского научно-исследовательского института доктора физико-математических наук Радия Ивановича Илькаева, руководителей и ведущих специалистов Международной газотранспортной компании "SPP-DSTG" (Словакия) в лице директора по производству инженера Йозефа Титку, руководителя отделения промышленной безопасности и надежности инженера Тибора Кршака, главного специалиста по моделированию инженера Яна Марко и ученых Математического института Словацкой академии наук, в лице директора, академика САН, доктора физико-математических наук Анатолия Двуреченского, ученого секретаря института доктора Карола Немогу и ведущего специалиста института доктора Рудольфа Хайоши.

Авторы благодарят за поддержку своих разработок директора Представительства компании "CADFEM GmbH" в СНГ Валерия Николаевича Анпилова.

Авторы выражают свою благодарность и признательность сотрудникам Центра вычислительных технологий ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ" Ирине Алексеевне Скитевой, Олесе Вячеславовне Коршуновой, Оксане Владимировне Устюшиной и Валентине Николаевне Марзановой за помощь в подготовке рукописи к публикации. Также авторы искренне благодарят коллектив издательства УРСС за качественную работу по подготовке рукописи к печати в кратчайшие сроки, внимательное и доброжелательное отношение к авторам при работе.


Об авторах
top

АЛЕШИН ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ

Заместитель руководителя Центра вычислительных технологий механики ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ". Кандидат технических наук. Автор более 50 печатных работ, посвященных разработке и практическому применению методов численного моделирования и вычислительных технологий для повышения безопасности сложных промышленных объектов и технических систем с использованием методов вычислительной механики.

СЕЛЕЗНЕВ ВАДИМ ЕВГЕНЬЕВИЧ

Руководитель Центра вычислительных технологий механики ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ". Доктор технических наук. Автор более 100 печатных работ, посвященных повышению безопасности, экологичности и эффективности сложных технических систем методами вычислительной механики и математической оптимизации.

КЛИШИН ГЕННАДИЙ СЕМЕНОВИЧ

Директор ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ". Автор более 70 печатных работ, посвященных созданию и практическому применению информационных программно-аппаратных систем и вычислительных технологий для комплексной оценки состояния промышленных объектов топливно-энергетического комплекса.

КОБЯКОВ ВЯЧЕСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ

Научный сотрудник Центра вычислительных технологий механики ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ". Автор серии печатных работ в области разработки и практического применения вычислительных технологий прочностного анализа промышленных объектов трубопроводного транспорта.

ДИКАРЕВ КОНСТАНТИН ИГОРЕВИЧ

Младший научный сотрудник Центра вычислительных технологий механики ООО "НПО ВНИИЭФ-ВОЛГОГАЗ". Автор серии печатных работ в области разработки и практического применения вычислительных технологий прочностного анализа промышленных объектов трубопроводного транспорта.