Неклассическая модель механики деформируемого твердого тела для описания процесса центробежного нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность прямолинейного участка трубопровода

Паршин Д.А.

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук, Москва

Ключевые слова: аддитивная технология, неклассическая модель механики, защита трубопровода, процесс нанесения покрытия, центробежные силы, старение материала, деформационная наследственность, напряжения в покрытии.

Аннотация. Рассматривается аддитивный процесс нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность цилиндрической стенки трубопровода. Материал покрытия обладает свойствами старения и деформационной наследственности. Изучается случай формирования однородного, изотропного, равномерного по толщине слоя покрытия. Толщина покрытия предполагается произвольной. Строится квазистатическая модель механики поверхностно наращиваемых деформируемых твердых тел для описания процесса деформирования формируемого покрытия. В качестве деформирующих воздействий выступают распределенные по объему центробежные инерционные силы. Контакт покрытия со стенкой трубопровода считается идеальным. Модель учитывает не свойственные классическим твердым телам кинематические и силовые особенности механического поведения аддитивно формируемых тел. В рамках предлагаемой неклассической модели последовательно проводится постановка соответствующей краевой задачи механики. Разработана методика построения ее решения.

A non-classical model of deformable solid mechanics for the process of protective coating centrifugal application onto the inner surface of a pipeline rectilinear section

Parshin D.A.

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Science, Moscow

Keywords: additive technology, non-classical model of mechanics, pipeline protection, coating process, centrifugal forces, material aging, deformation heredity, stress in coatings.

Abstract. The additive process of applying a protective coating to the inner surface of a cylindrical pipeline wall is considered. The coating material has the properties of aging and deformational heredity. The case of applying a homogeneous, isotropic and uniform in thickness coating is studied. The coating thickness is assumed to be arbitrary. A quasi-static model of mechanics of surface-accreted deformable solids is constructed to describe the deformation process in the being applied coating. The centrifugal inertia forces distributed over the volume of the coating act as deforming effects on it. The contact of the coating layer with the pipeline wall is considered ideal. The model takes into account kinematic and power features of the mechanical behavior of additively formed solids, that are not characteristic of classical solids. Within the framework of the proposed non-classical model, the formulation of the corresponding boundary value problem of mechanics is consistently carried out. A methodology for constructing its solution has been developed.