Оптимизация угла намотки углепластика на металлический лейнер криогенного трубопровода

3 / 11

Оптимизация угла намотки углепластика на металлический лейнер …
Инженерный журнал: наука и инновации # 9·2017 3
становится неясным выбор значения угла намотки ±β в случае захо-
лаживания трубопровода до криогенной температуры. Проблема за-
ключается в том, что вследствие существенного различия КЛТР ме-
таллического лейнера и намотанного углепластика (рис. 3, [10, 11])
их осевые и радиальные деформации при захолаживании до криоген-
ных температур будут неодинаковыми, что может привести к потере
осевой устойчивости тонкостенной стальной оболочки.
Рис. 2. Конструктивная схема трубы
из комбинированных материалов
Рис. 3. Схема изменения длины лей-
нера ∆lм, углепластиковой оболочки
∆lк и их диаметров ∆d при захолажи-
вании трубопровода до криогенных
температур
Действительно, при захолаживании от температуры 295 до 20 K
вследствие различия значений КЛТР произойдет неодинаковое изме-
нение длины и диаметра металлического лейнера и углепластиковой
оболочки в их свободном состоянии (см. рис. 2). Очевидно, что в ре-
зультате захолаживания в материалах комбинированной оболочки
возникнут температурные деформации α ε , определяемые интегралом
295 K
20 K
( , ) ( , ) , =
α =
∆
ε β = α β = ∫ T
T
l
T T dT
l
(1)