Моделирование напряженного состояния трубопроводов, подвергающихся высокотемпературной водородной коррозии в неоднородном поле температур (стр. 4 )

В соответствии с задачами исследований в работе выполнено следующее:

–  проведен анализ изменений в материале конструкций, подверженных влиянию водородосодержащей среды при высоких давлениях и температурах;

–  построены соотношения для моделирования поведения параметра химического взаимодействия в условиях неоднородных и переменных тепловых и концентрационных полей;

–  построены модели деформирования и разрушения толстостенного трубопровода в условиях неравномерного прогрева по толщине и водородной коррозии;

–  построены модели для неравномерно прогретого толстостенного трубопровода в условиях водородной коррозии и изменяющихся теплового режима и режимов нагружения водородосодержащей средой;

–  разработана методика идентификации выше перечисленных моделей;

–  произведено численное моделирование напряженного состояния и разрушения неравномерно прогретого толстостенного трубопровода при стационарном и изменяющемся термосиловом воздействии.

Проведенные в диссертационной работе исследования позволяют сделать следующие выводы:

–  построенная в работе обобщенная модель деформирования и разрушения конструкций в условиях водородной коррозии позволяет достаточно корректно описывать основные экспериментально наблюдаемые эффекты, происходящие при взаимодействии нагруженных конструктивных элементов (трубопроводов и круглых пластин) с водородосодержащей средой при высоких давлениях и температурах;

–  разработанная методика идентификации моделей позволяет проводить определение коэффициентов по имеющимся в литературе экспериментальным данным;

–  при расчете неравномерно прогретого трубопровода в условиях воздействия водорода высоких параметров совместное действие температуры и давления приводит к необходимости учитывать эффект ползучести материала конструктивного элемента. Наличие ползучести приводит к значительному перераспределению напряжений по сечению конструкции. Наличие неоднородного температурного поля приводит к появлению температурных напряжений из-за деформаций, связанных с тепловым расширением материала, и вносит существенный вклад в неоднородность физических характеристик материала;

–  разработанная методика моделирования поведения неравномерно прогретого толстостенного трубопровода в условиях изменяющихся внешних воздействий позволяет проводить исследования поведения данного конструктивного элемента в различных диапазонах давлений и температур;

–  разработанный программный комплекс позволяет моделировать тепловые и концентрационные поля для круглых пластин, полубесконечных пластин с локальным прогревом, трубопроводов различных размеров и при различных давлениях и температурах;

–  разработанный программный комплекс позволяет моделировать напряженное состояние и разрушение неравномерно прогретых трубопроводов в условиях водородной коррозии и ряда режимов внешних воздействий;

–  анализ результатов моделирования поведения неравномерно прогретого толстостенного трубопровода под внутренним давлением показал, что воздействия водорода происходит в области сечения с меньшей интенсивностью напряжений и поэтому разрушение происходит на границе раздела исходного и обезуглероженного материала.

Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1)  Бубнов, А. А. О деформировании и разрушении толстостенной трубы при действии водорода высоких параметров в условиях неоднородного температурного поля / , // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: Сборник научных трудов. – Саратов: Сар. гос. техн. университет. – 2005 ISBN 5-7433-1488-8, УДК 539.3:642.042;

2)  Бубнов, математической модели деформирования и разрушения толстостенного трубопровода в условиях высокотемпературной водородной коррозии в неоднородном поле температур / , // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: Сборник статей IV Международной научно-практической конференции. – Пенза: 2005 ISBN 5-8356-0442-4, УДК 69.(06);

3)  Бубнов, диффузии водорода высоких параметров в неравномерно прогретый конструктивный элемент / , // Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь: Сборник научных трудов XII международного научно-методического межвузовского семинара. – Могилев: ГУ ВПО "БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", - 2005, УДК 69: 74 (082), ISBN 985-492-009-7;

4)  Овчинников, водорода по толщине конструктивного элемента в условиях неоднородного температурного поля / , , // Инновационные технологии в обучении и производстве: Материалы III Всероссийской конференции. – Камышин. – 2005, ISBN 5-230-04929-9, УДК 62.001.7;

5)  Бубнов, модель напряженного состояния неравномерно прогретого трубопровода, подверженного водородной коррозии / , // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды Третьей Всероссийской конференции. Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надежности элементов конструкций. – Самара: СамГТУ, 2006, с. 38.

6)  Бубнов, распределения давления водорода по толщине конструктивного элемента / , // Проблемы развития науки и образования в малых городах России: Сборник научных трудов по материалам межвузовской научно-практической конференции, посвященной 225-летию города Балашова, 75-летию Саратовского государственного технического университета и 35-летию филиала СГТУ в г. Балашове. – Саратов, 2006, с. 19.

7)  Бубнов, модель деформирования и разрушения неравномерно прогретого толстостенного трубопровода в условиях воздействия водорода высоких параметров / // Актуальные проблемы современной науки: Труды 2-го международного форума (7-й международной конференции молодых ученых и студентов). Естественные науки. Части 1 – 3: Математика. Математическое моделирование. Механика. Самара: изд-во СамГТУ, 2006, с. 130

8)  Бубнов, поведения толстостенного трубопровода в условиях неоднородного теплового поля и нестационарного давления водорода / // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Материалы IV Всероссийской конференции, г. Камышин, 18-20 октября 2006 г.: В 4 т. – Волгоград, 2006. Том 1, с. 58

9)  К вопросу идентификации модели деформирования и разрушения неравномерно прогретого толстостенного трубопровода в условиях водородной коррозии / // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Материалы IV Всероссийской конференции, г. Камышин, 18-20 октября 2006 г.: В 4 т. – Волгоград, 2006. Том 1, с. 62

10)  К вопросу моделирования деформирования и разрушения толстостенного трубопровода в условиях водородной коррозии / // Новые химические технологии: производство и применение: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции. – Пенза, 2006, с. 18.

11)  Бубнов влияния водородной коррозии на работоспособность круглой стальной пластинки / // Новые химические технологии: производство и применение: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции. – Пенза, 2006, с. 21.

12)  Бубнов параметра химического взаимодействия при различных давлениях и температурах / // Актуальные проблемы науки и образования: сборник научных трудов. – Балашов, 2005, с. 19.

13)  Бубнов метода сеток к решению задач термодиффузии / // Актуальные проблемы науки и образования: сборник научных трудов. – Балашов, 2006, с. 25.

14)  Наумова моделирования деформирования и разрушения толстостенного трубопровода в условиях высокотемпературной водородной коррозии / , , // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. – Волгоград, ВолГАСУ, вып. 6(21), 2006.