Методика расчета остаточных напряжений в полученном методом центробежного нанесения защитном покрытии на внутренней поверхности прямолинейного участка трубопровода, основанная на неклассической модели механики деформируемого твердого тела

Паршин Д.А.

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

Ключевые слова: защита трубопровода, центробежное нанесение покрытия, материал с изменяющимися свойствами, запаздывающая деформация, неклассическая модель механики, остаточные напряжения.

Аннотация. Исследуется проблема определения технологических напряжений в защитном покрытии произвольной толщины, нанесенном центробежным методом изнутри на стенку кругового цилиндрического участка трубопровода, при использовании для покрытия материала с запаздывающим деформационным откликом и изменяющимися с возрастом механическими свойствами. Процесс квазистатического развития напряженного состояния покрытия во время его нанесения моделируется на основе неклассических концепций механики деформируемого твердого тела, связанных с непрерывным послойным ростом последнего. Разработанная математическая модель кладется в основу постановки задачи о нахождении остаточных полей технологических напряжений в готовом покрытии. Построенное в работе решение этой задачи предлагает эффективную методику их расчета при помощи замкнутых аналитических зависимостей, содержащих квадратуры, в приближении малой плоской деформации.

Method for calculating residual stresses in a protective coating obtained by centrifugal application on the inner surface of a pipeline rectilinear section, based on a non-classical model of deformable solid mechanics

Parshin D.A.

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

Keywords: pipeline protection, centrifugal coating, material with changing properties, delayed deformation, non-classical model of mechanics, residual stresses.

Abstract. The problem on determining technological stresses in a protective coating of arbitrary thickness applied by centrifugal method from the inside to the wall of a circular cylindrical pipeline section, when using for the coating a material with a delayed deformation response and mechanical properties changing with age, is investigated. The process of quasi-static stress state development in the coating during its application is modeled on the basis of non-classical concepts of deformable solid mechanics which are associated with continuous layerwise growth of the latter. The devised mathematical model is the basis for the formulation of the particular problem on finding residual fields of technological stresses in the finished coating. The solution of this problem constructed in this work offers an effective method for calculating these fields in the approximation of small plane strain using closed analytical dependencies containing quadratures.