4 / 18
А.В. Егоров
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017
териалов в упругой и пластической областях, а также более сложные
(по сравнению с равномерным давлением) внешние нагрузки.
В работе [8] рассмотрено поведение в трубопроводах стальных
лейнеров с локализованными волновыми дефектами. В [9] проведено
параметрическое исследование влияния гибкости слоистых оболочек,
амплитуды несовершенств и упругости среды. Методология оценки
устойчивости конструкции закрытых стальных баллонов под внеш-
ним давлением в рамках новых европейских правил и рекомендаций
по проектированию предложена в публикации [10], в которой особое
внимание уделено влиянию начальных несовершенств формы цилин-
дра и зазора.
Методика проектировочного расчета на локальную устойчивость
стальных трубопроводов в жесткой ограничивающей среде приведе-
на в [7]. В ней вводится параметр гибкости оболочки λ:
(
)
2
1,2
т
т
Gl
2, 26 1
λ
.
σ − ν
=
=
p
D
p
E
h
(9)
Из численных расчетов было установлено, что существует значе-
ние
λ 2, 2,
=
p
которое определяет переход между упругим и неупру-
гим режимами выпучивания. При
λ λ
<
p
происходит неупругое вы-
пучивание,
λ λ
>
p
— упругое выпучивание. Имеет место также
значение
0
0, 25,
λ =
такое, что для
0
λ λ
предельное давление при-
ближается к пластическому давлению
т
.
p
Методика [7] учитывает
влияние начальных несовершенств в виде зазора и местной овально-
сти на устойчивость трубопровода.
Численный подход применялся в [11] для анализа устойчивости
арок и колец при контактных ограничениях.
Примером взаимодействия металлического лейнера и композит-
ной обшивки могут служить металлокомпозитные баллоны высокого
давления (МК БВД) [12], применяемые в ракетно-космической тех-
нике. Их испытания выявили возможность потери устойчивости лей-
нера при разгрузке баллона. Механизм взаимодействия лейнера и
композитной обшивки достаточно подробно проанализирован в [13].
Лейнеры в МК БВД подвергаются прессовому нагружению в процес-
се изготовления баллонов — при намотке композитной оболочки —
и во время испытаний и эксплуатации баллонов — при снятии внут-
реннего давления. В этих условиях возможна локальная потеря
устойчивости лейнера — прессовое выпучивание, отличающееся от
гидравлического выпучивания в трубопроводах.
Для оценки критического значения контактного давления в метал-
локомпозитных баллонах в [13] предлагается обобщенная формула