ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБЫ ПРИ ИЗГИБЕ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫМ И ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДАМИ

摘要

В статье представлен комплекс расчетно-экспериментальных исследований, направленных на определение всех компонентов напряженно-деформированного состояния трубы при изгибающей нагрузке в лабораторных условиях. Применялись тензорезистивный и инклинометрический методы оценки напряженно-деформированного состояния стенки трубы. С использованием тензорезистивного метода построены эпюры напряжений, деформаций, интенсивности напряжений, объемной деформации верхней образующей стенки трубы при изгибе в вертикальной плоскости. По эпюрам определены наиболее опасные области трубы с точки зрения прочности. Установлено, что при изгибе трубы напряженное состояние является плоским, а деформированное - объемным. Поэтому использование формул из теории изгиба стержня для расчета компонентов напряженно-деформированного состояния трубопровода не приводит к достоверным результатам, поскольку, согласно этой теории, напряженное состояние при изгибе является линейным. При помощи инклинометрического метода построены эпюры перемещения, тангенса угла наклона и кривизны верхней образующей трубы при изгибе в вертикальной плоскости. Обнаружена тесная корреляционная линейная зависимость между величинами кривизны, объемной деформации и радиальной деформации. Представлены соответствующие уравнения линий регрессии. Сделан вывод, что при наличии данных о величине кривизны трубопровода, например, по итогам инклинометрии благодаря полученным уравнениям регрессии можно перейти к величине объемной деформации и, следовательно, оценить уровень напряженно-деформированного состояния стенки трубы. Если же объемная деформация определена тензорезистивным методом, можно перейти к значениям кривизны трубопровода, что позволит определить его пространственное положение.