ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

На предприятиях, специализирующихся на выпуске труб большого диаметра, поставлены определенные условия по складированию труб, регламентирующие число рядов укладки в штабеля в зависимости от размера их диаметров. Однако, как правило, выборочный контроль труб, находящихся на складировании в специально отведенных площадках, на их овальность свидетельствует о наличии существенного формоизменения поперечного сечения отдельных труб, что свидетельствует об упругопластическом деформировании труб при регламентированных условиях их хранения. Вследствие этого на практике возникает необходимость в пересмотре и уточнении принятых условий по складированию труб с целью предотвращения недопустимой овальности труб.

Для реализации поставленных задач необходимы расчетные методы, позволяющие установить влияние основных параметров, определяющих условия складирования и нагруженность труб, на остаточное формоизменение их поперечного сечения.

При выборе расчетной схемы исходили из следующих условий и допущений. Принимали, что складирование труб в штабель первого ряда независимо от их диаметра должно производится от одних упоров к противоположным упорам, при этом последующие ряды труб укладываются в «седла» труб нижних рядов (рис.1).

Рис.1. Схема расположения труб при складировании в штабеля

В соответствие с принятой схемой расположения труб при складировании наиболее нагруженными являются трубы, размещенные в нижнем (первом) ряду и воспринимающие на себя нагрузку верхних рядов. Исходя из анализа силового воздействия труб друг на друга, трубы, расположенные в первом ряду, воспринимают нагрузку от труб последующего ряда, количественно соответствующих номеру предыдущего ряда т.е. (n-1) (на рисунке 1 показано заштрихованной областью). С учетом данных особенностей силового воздействия труб друг на друга принята схема нагружения труб, размещенных в нижнем ряду штабеля (рис. 2, а).

Рис. 2. Схема нагружения труб нижнего ряда (а) и формоизменение

их поперечного сечения в условиях складирования (б)

Исходя из принятой схемы силового воздействия на нижнюю трубу со стороны труб последующих рядов, расположенных в заштрихованной области, и нижней опоры были получены следующие выражения для определения действующих нагрузокqиp:

,

,

гдеn- число рядов труб при их складировании;

- масса единицы длины трубы;

d,tиl- соответственно наружный диаметр, толщина стенки и длина трубы;

r- плотность материала трубы;

a- угол, определяющий направление приложения нагрузкиq(в принятой схеме нагруженияa=30°).

Для расчетной оценки упругопластического формоизменения труб нижнего ряда при воздействии на них сосредоточенных усилийqиp(рис. 2, б) использовали подход Г. Нейбера, позволяющий корректировать решение соответствующей упругой задачи. Данный подход хорошо зарекомендовал себя при анализе упругопластического деформирования труб и сосудов давления с отклонениями от круглости, базирующемся на упругих решениях.

Формоизменение труб после их изъятия с места складирования определяетсяостаточными пластическими перемещениями и , характеризующими овальную форму поперечного сечения труб:

;

,

где , - перемещения, характеризующие упругопластическое формоизменение поперечного сечения трубы под нагрузкой;

и - изменения диаметра трубы, характеризующие упругое формоизменение ее поперечного сечения.

В соответствие с требованиями на изготовление труб величина овальности, образующейся в процессе их пластического формоизменения, определяется параметромa

,

где и - соответственно максимальный и минимальный диаметр трубы после ее деформирования (размер поперечного сечения трубы в направлении главных осейxи у).

;

.

Данная величинаaограничивается предельными значениями :

при ; при .

Исходя из данных ограничений на величину овальностиaбыло получено следующее выражение, определяющее сумму допускаемых остаточных перемещений и в направлении главных осейxиyпоперечного сечения труб

.

Предлагаемая методика оценки остаточного формоизменения поперечного сечения труб после их складирования в штабеля может быть использована для уточнения существующих на предприятиях правил и условий хранения труб большого диаметра с учетом их размеров (d,t,l) и свойств используемых материалов ( ,e, ,m _l).