name: Разработка расчетных методов анализа трещиностойкости и живучести трубопроводов в зоне сварного стыкового соединения
keyword_list: оценка трещиностойкости и живучести механика разрушения задача термоупруговязкопластичности задача теплопроводности структурные превращения остаточные сварочные напряжения магистральный трубопровод
abstract: Настоящее исследование посвящено разработке численных методов расчета остаточных сварочных напряжений в трубопроводе в зоне стыкового сварного шва, а также последующей оценке трещиностойкости и живучести. Решение осесимметричной задачи теплопроводности для стыковой сварки труб приводится в нелинейной нестационарной постановке. При решении используется метод конечных разностей. Моделирование перехода жидкой фазы в твердую при кристаллизации в процессе остывания сварного шва осуществлено на основании правила отрезков с использованием диаграммы состояния сплавов железо-углерод. Для перехода от изотермической кинетики превращений к неизотермической использовано правило аддитивности, справедливое для изокинетических реакций. Моделирование формирования остаточных сварочных напряжений осуществлено посредством решения задачи термоупруговязкопластичности для материала с нестационарной структурой. Указанная задача решена методом дополнительных деформаций при помощи основанного на вариационном принципе Лагранжа метода конечных элементов. В расчете применены теории пластичности и ползучести с изотропным упрочнением для материала с нестационарной структурой.
  В основу анализа трещиностойкости трубопровода положен силовой критерий разрушения Ирвина, согласно которому расчетное значение суммарного КИН по фронту краевой полуэллиптической трещины от остаточных сварочных и эксплуатационных напряжений от внутреннего давления сравнивалось с критическим значением КИН (вязкостью разрушения), зависящего от структуры металла. Оценка живучести трубопровода осуществлена шаговым методом посредством прогнозирования роста наиболее опасной краевой продольной трещины в глубину и длину на основании принципа автомодельности. При этом для вычисления приращения глубины и длины трещины на каждом шаге использована формула Пэриса, описывающая линейный участок кинетической диаграммы усталостного разрушения. Свидетельством разрушения являлось выполнение одного из условий: либо критерия Ирвина, либо достижением глубины трещины размера, равного толщине трубопровода.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Гаврюшин
chairman_dissertation_council.patronymic: Сергеевич
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: ААТ-8610- 2000
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6507067486
chairman_dissertation_council.rinc_id: 106715
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-6547-1351
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Чернышев
organization_supervisor.patronymic: Леонидович
organization_supervisor.position: Ученый секретарь
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 30.19.51
rubrics.name: Прочность машиностроительных конструкций
rubrics.code: 30.19.15
rubrics.name: Теория упругости
rubrics.code: 30.19.29
rubrics.name: Разрушение
rubrics.code: 30.19.25
rubrics.name: Пластичность
oecds.code: 02.03.PU
oecds.name: MECHANICS
speciality_codes.name: Механика деформируемого твердого тела
speciality_codes.code: 01.02.04
supervisors.fio: Покровский А. М.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Зорин А. Е.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Киселев А. С.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и машины сварочного производства
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
protection_organization.ogrn: 1027739051779
protection_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
protection_organization.supervisor_surname: ГОРДИН
protection_organization.supervisor_patronymic: ВАЛЕРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
author_organization.ogrn: 1027739051779
author_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
author_organization.supervisor_surname: ГОРДИН
author_organization.supervisor_patronymic: ВАЛЕРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения