Рассмотрим задачу о расчете НДС трубопровода с наружным диа-
метром
D
= 1220
мм и толщиной стенки трубы 22 мм (см. рис. 2).
Температурный перепад “эксплуатация–укладка” составляет
−
20
◦
С.
Длина карстового участка (
АВ
) равна 50 м; сдвиг вдоль трубопровода
составляет 5 м; глубина карста — 5 м; глубина залегания трубопрово-
да — 1 м. Модуль упругости материала равен
2
,
06
·
10
5
МПа; предел
текучести материала трубы — 500МПа; коэффициент температурно-
го расширения —
1
,
2
·
10
−
5
; рабочее давление в трубе — 5МПа. При
расчетах использовали удельные веса, Н/м
3
: стали — 77000; нефти —
8700; изоляции — 11000; грунта – 16800. Коэффициент постели грунта
составляет 1,32МПа/м; предельная реакция грунта — 6237 Н/м.
Результаты расчетов приведены на рис. 4. Видно, что в районе кар-
ста основные показатели НДС трубопровода составляют: кольцевое
напряжение 133,6МПа; продольное осевое напряжение 89,53МПа;
продольная осевая деформация
4
,
3462
·
10
−
4
; на отметке 110 м — макси-
мальное смещение трубы 0,21 м, минимальный радиус изгиба
1
,
4028
×
×
10
3
м, максимальная кривизна трубы
7
,
1286
·
10
−
4
м
−
1
, максимальный
изгибающий момент 2180000 Н
·
м, максимальное напряжение изгиба
трубы 89,58МПа, минимальное и максимальное суммарные продоль-
ные напряжения на стенке трубы — 1,54МПа и 180,69МПа, мак-
симальная интенсивность напряжений 162,36МПа, минимальная и
Рис. 4. Графики зависимости напряжения изгиба (
а
) и интенсивности напряже-
ний (
б
) трубы от расстояния
66 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3
