Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2018, №01



2018 №01 (03)

DOI of Article 10.15407/tdnk2018.01.04

2018 №01 (05)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль №1, 2018, стр. 27-33
 

Высокопроизводительные методы численных исследований для решения задач экспертизы работоспособности дефектных конструкций

А. С. Миленин¹, Е. А. Великоиваненко¹, Г. Ф. Розынка¹, Н. И. Пивторак¹, А. Н. Химич², В. А. Сидорук²

 
¹ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Институт кибернетики им. В. М. Глушкова НАН Украины. 03187, г. Киев, просп. Академика Глушкова, 40. E-mail: incyb@incyb.kiev.ua

Реферат:
Применительно к характерным задачам экспертизы работоспособности трубопроводных элементов с обнаруженными дефектами локальной коррозионно-эрозионной потери металла разработан комплекс моделей для оценки предельного состояния в условиях сложного температурно-силового эксплуатационного воздействия методом численного прогнозирования многомерного напряженно-деформированного состояния, докритического и критического повреждения материала конструкции с учетом различных механизмов деформирования при внешнем нагружении. Для программной реализации моделей было использовано конечно-элементное решение совместных задач кинетики состояния конкретного дефектного трубопровода посредством новых высокопроизводительных методов параллельного вычисления на основе многопроцессорных и гибридных компьютерных технологий. На примерах эксплуатационной поврежденности трубопроводных элементов магистральных и технологических систем исследованы особенности влияния локальных поверхностных потерь металла на развитие их докритической поврежденности, предельного состояния и работоспособности. Показано влияние дефекта локального утонения стенки различного размера на степень снижения статической прочности элемента магистрального трубопровода под действием внутреннего давления, а также дополнительного внешнего изгибающего момента. Также показано, что на эффективность конкретного алгоритма численных расчетов значительное влияние оказывает структура определяющей матрицы системы линейных уравнений. Библиогр. 10, табл. 1, рис. 5.

Ключевые слова: трубопроводный элемент, дефект несплошности металла, предельное состояние, работоспособность, численное прогнозирование, высокопроизводительные программные средства
 
Поступила в редакцию 10.01.2018
Подписано к печати 20.03.2018

Список литературы

1. Escoe A. K. (2006) Piping and pipelines. Assessment Guide. Texas, Gulf Professional Publishing.
2. Стрельникова Е. А., Ковч О. И. (2015) Исследование взаимного влияния пор в сварном шве под воздействием термосиловой нагрузки. Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 5, 59–63.
3. Lemaitre J., Desmorat R. (2005) Engineering Damage Mechanics. Ductile, Creep, Fatigue and Brittle Failures. Berlin, Springer-Verlag.
4. Radaj D. (1992) Heat Effects of Welding. Temperature Field, Residual Stress, Distortion. Berlin, Springer Verlag.
5. Xue L. (2007) Damage accumulation and fracture initiation in uncracked ductile solids subject to triaxial loading. Int. J. of Solids and Structures, 44, 5163–5181.
6. Великоиваненко Е. А., Розынка Г. Ф., Миленин А. С. и др. (2013) Моделирование процессов зарождения и развития пор вязкого разрушения в сварных конструкциях. Автоматическая сварка, 9, 26 – 31.
7. Карзов Г. П., Марголин Б. З., Швецова В. А. (1993) Физико-механическое моделирование процессов разрушения. Санкт-Петербург, Политехника.
8. Великоиваненко Е. А., Миленин А. С., Розынка Г. Ф. и др.( 2016) Моделирование процессов зарождения и развития докритической поврежденности металла сварных трубопроводных элементов при малоцикловом нагружении. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 4, 14–20.
9. Махненко В. И. (2006) Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Киев, Наукова думка.
10. Миленин А. С., Великоиваненко Е. А., Розынка Г. Ф. и др. (2014) Вероятностная оценка состояния трубопроводных элементов с обнаруженными дефектами утонения. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 12–18.