Аналіз напружено-деформованого стану трубопроводу з в’язкопружним ремонтним бандажем на різних робочих режимах

Abstract

В роботі наведено аналітичні дослідження напружено-деформованого стану ділянки сталевого трубопроводу з в’язкопружним ремонтним бандажем для різних режимів монтажу бандажа та умов зміни тиску у трубопроводі. Повна система рівнянь теорії в’язкопружності для ортотропного матеріалу зведена до інтегро-диференційного рівняння в переміщеннях, та запропоновано метод його розв’язання. Проведено аналіз у часі контактних напружень між трубопроводом та бандажем із врахуванням зміни внутрішнього тиску та впливу в’язкопружних властивостей склопластику.

The following paper shows an analytical study on the stress-strain state of a steel elastic pipeline section with a fiberglass viscoelastic repair bandage. The aim of the study is to develop an approach to adequate mathematical modeling of viscoelasticity, considering conditions of an installation of the bandage on a loaded pipeline and a tension in it. An original method of a formation of an integral-differential equation in terms of displacements, gained from the full system of equations of viscoelasticity theory for the plane axisymmetric orthotropic case in polar coordinates, allows discovering and exploring such phenomena as stress relaxation in the bandage and their growth in the pipeline section. The developed approach also lets solve obtained boundary value problem analytically. The proposed set of boundary and conjugation conditions reflects different repair and operational modes. An analytical model enables to consider and examine an influence of the prestress conditions in the pipe on a stress-strain state kinetics as well as a change of contact stress due to viscoelastic properties of fiberglass and different values of an initial pressure.