Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами
Рассматриваются результаты экспериментального исследования моделей конструкции резервуара. В качестве моделей резервуара используются цилиндрические панели. Такие конструкции с вмятинами достаточно точно моделируют напряженно-деформируемое состояние больших цилиндрических резервуаров с вмятинами. Пр...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы машиностроения |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99210 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами / А.И. Айнабеков, У.С. Сулейменов, К.В. Аврамов, М.А. Камбаров, Х.А. Абшенов // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 54-59. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859742126347124736 |
|---|---|
| author | Айнабеков, А.И. Сулейменов, У.С. Аврамов, К.В. Камбаров, М.А. Абшенов, Х.А. |
| author_facet | Айнабеков, А.И. Сулейменов, У.С. Аврамов, К.В. Камбаров, М.А. Абшенов, Х.А. |
| citation_txt | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами / А.И. Айнабеков, У.С. Сулейменов, К.В. Аврамов, М.А. Камбаров, Х.А. Абшенов // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 54-59. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы машиностроения |
| description | Рассматриваются результаты экспериментального исследования моделей конструкции резервуара. В качестве моделей резервуара используются цилиндрические панели. Такие конструкции с вмятинами достаточно точно моделируют напряженно-деформируемое состояние больших цилиндрических резервуаров с вмятинами. Представлены результаты экспериментального анализа напряженно- деформируемого состояния в зоне вмятины, которые получены тензометрированием конструкции. Особое внимание уделяется анализу коэффициента концентрации напряжений в области вмятины. Численно моделируется напряженно-деформируемое состояние всего цилиндрического резервуара со сферической вмятиной. Предполагается, что материал резервуара удовлетворяет закону Гука, а связь между напряжениями и перемещениями является линейной. Так как резервуар заполнен мазутом, то он находится под действием постоянного внутреннего давления. Для численного моделирования напряженно-деформируемого состояния применяется метод конечных элементов. Исследуется зависимость коэффициента концентрации напряжений от безразмерных параметров сферической вмятины.
Розглядаються модельні конструкцій для експериментального дослідження напружено-деформованого стану резервуарів із вм’ятинами. Наведено результати експериментальних досліджень напружено-деформованого стану у зоні вм’ятини. Для чисельного моделювання напружено-деформованого стану використовується метод скінченних елементів. Досліджується залежність коефіцієнта концентрацій напружень від параметрів сферичної вм’ятини.
The results of the experimental analysis of tanks models are considered. The cylindrical panels are used for the
tank models. Such structures with imperfections describe the deflected mode of big cylindrical tanks with imperfections.
The results of the experimental investigations of the deflected mode in the region of imperfections are
presented. The results are obtained by tensometric approach. The stress concentration factors in the regions of
imperfections are analyzed in details. The deflected mode of the cylindrical tank with spherical imperfections is
simulated numerically. It is assumed that the tank material meets the Hooke law and deformations and displacements
satisfy the linear equations. As the tank is filled by fuel oil, then the constant internal pressure acts
on the internal surface. The finite element method is applied to simulate numerically the deflected mode. The dependence
of the stress concentration factors on the dimensionless parameters of imperfections is analyzed.
|
| first_indexed | 2025-12-01T19:36:48Z |
| format | Article |
| fulltext |
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 54
1
А. И. Айнабеков, д-р техн. наук
1
У. С. Сулейменов, д-р техн. наук
2
К. В. Аврамов, д-р техн. наук
1
М. А. Камбаров, канд. техн. наук
1
Х. А. Абшенов, канд. техн. наук
1 Южно-Казахстанский государственный
университет им. М. Ауэзова,
г. Шимкент,
e-mail: dinamika-nauka@rambler.ru)
2 Институт проблем машиностроения
им. А. Н. Подгорного НАН Украины,
г. Харьков, e-mail: kvavr@kharkov.ua
Ключові слова: криволинейная трещина, тем-
пературное поле, концевые зоны пластических
деформаций, температурные напряжения.
УДК 621.791.052
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ И
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРУЕМОГО
СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
РЕЗЕРВУАРОВ С ВМЯТИНАМИ
Розглядаються модельні конструкцій для експерименталь-
ного дослідження напружено-деформованого стану
резервуарів із вм’ятинами. Наведено результати експери-
ментальних досліджень напружено-деформованого стану
у зоні вм’ятини. Для чисельного моделювання напружено-
деформованого стану використовується метод скінченних
елементів. Досліджується залежність коефіцієнта
концентрацій напружень від параметрів сферичної
вм’ятини.
Введение
Вертикальные цилиндрические резервуары – чрезвычайно ответственные конструкции. Их
поломка может привести к экологическим катастрофам, людским жертвам и значительным матери-
альным затратам [1]. Несмотря на постоянное совершенствование технологии изготовления и монта-
жа цилиндрических резервуаров, в этих конструкциях встречаются геометрические несовершенства
формы, которые оказывают существенное влияние на напряженно-деформированное состояние кор-
пуса резервуара и приводят к значительной местной концентрации напряжений. Наиболее опасными
участками вертикальных цилиндрических резервуаров являются зоны вмятин, которые плохо иссле-
дованы [2, 3]. Подчеркнем, что существующие нормативные документы на строительство и эксплуа-
тацию резервуаров для нефти и нефтепродуктов не учитывают особенностей напряженно-
деформированного состояния в зоне вмятин [4–6].
В настоящей работе обсуждаются результаты экспериментальных исследований особенностей
напряженно-деформированного состояния (НДС) зоны вмятин в стенке цилиндрического резервуара.
Представлены результаты численного моделирования НДС вертикальных цилиндрических резервуа-
ров со сферическими вмятинами. Численно исследуется зависимость коэффициента концентрации
напряжений от размеров сферической вмятины.
1. Метод экспериментального исследования
В статье рассматривается прочность вертикального цилиндрического резервуара. Стенки ре-
зервуара представляют собой тонкостенную цилиндрическую оболочку, а его дном является круглая
пластинка. Поскольку резервуар заполнен мазутом, то но его стенки действует статическое внутрен-
нее давление. Предполагается, что в верхней части резервуара находится вмятина, которая является
концентратором напряжений. Предмет нашего исследования – статическое напряженно-
деформируемое состояние (НДС) резервуара. Экспериментально исследовать такие большие резер-
вуары часто затруднительно. В этом случае изготавливают модельные конструкции. Известно, что
достоверность экспериментальных данных и их адекватность реальным явлениям во многом зависит
от правильного выбора масштаба модели. В связи с этим, основываясь на рекомендациях [7, 8] и учи-
тывая особенности работы оболочечных конструкций, техническую возможность изготовления моде-
ли, масштаб моделирования принят 1:10 к натурной конструкций типового вертикального цилиндри-
ческого резервуара объемом 5000 м3
. Тонкостенность корпуса резервуара и технологические ограни-
чения в масштабах основной конструкции не позволяют достичь полного геометрического подобия
между моделью и натурным объектом. В связи с этим геометрическое подобие конструкции было
А. И. Айнабеков, У. С. Сулейменов, К. В. Аврамов, М. А. Камбаров, Х. А. Абшенов, 2015
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 55
заменено аффинным (двухмас-
штабным) соответствием модели
и конструкции. Габаритные раз-
меры моделей составляют 1200×
×1000×160 мм. Стенка модели
изготовлена из листов стали
марки Вст3сп толщиной 1 мм.
Она свальцована под радиус
2280 мм. Общий вид модели
стенки резервуара с вмятинами
приведен на рис. 1. На фрагмен-
те стенки модели резервуара
сделаны вмятины сферической и
эллипсовидной форм. Основные
геометрические размеры вмятин
представлены в таблице. Вмяти-
ны на модели М1 производились
смятием стенки специальным штампами, а на модели М2 – подбором способа и схемы сварки конце-
вых частей листа стенки. Лицевую сторону моделей стенок резервуаров обозначим через поверхность
A, а тыльную сторону – поверхностью Б.
Форма и геометрические размеры вмятин на стенке модели
Радиус вмятины, мм Глубина вмятины, мм Модель Поверхность
модели
Форма
вмятины малый большой начальная установившаяся
А сферическая 252 ? 4,32 3,68 М 1
Б эллипсовидная 185 820 3,53 2,71
А эллипсовидная 175 830 4,86 3,73 М 2
Б эллипсовидная 190 640 2,84 1,84
Нагрузка от внутреннего давления жидкости в резервуаре имитировалась воздухом, нагне-
таемым на поверхность оболочки компрессором; НДС стенки модели в зоне вмятин определялось
тензометрическим измерением относительных деформации. При выявлении явления «выщелкива-
ния» (хлопка) тонкостенной оболочки нагружение останавливалось и снимались показания приборов.
Оценка НДС вмятины в модели производилась тензометрическим методом, который предполагает
измерения относительных деформаций. Тензорезисторы располагались в зоне дефекта таким обра-
зом, чтобы измерить окружные и продольные напряжения по контуру вмятины, а также в местах мак-
симального выгиба и резкого изменения формы стенки. Для определения номинальных напряжений в
стенке модели тензорезисторы располагались с учетом краевого эффекта в зоне соединения стенки с
корпусом модели.
Коэффициент концентрации напряжений определялся как отношение напряжений в характер-
ных точках зоны вмятины к напряжениям вдали от вмятины.
2. Результаты экспериментального анализа
Экспериментально определялись окружные напряжения вдали от вмятин. Рассмотрим резуль-
таты тензометрирования модели М1. При внешнем давлении 10 кПа окружные напряжения на сторо-
нах А и Б составили 11,8 и 11,92 МПа соответственно, а при внешнем давлении 30 кПа – 53,61 и
35,36 МПа. В модели М2 при внешнем давлении 10 кПа окружные напряжения на сторонах А соста-
вили 12,25 МПа, при внешнем давлении 30 кПа – 34,91 МПа.
Результаты измерений окружных напряжений в характерных точках зоны вмятин представле-
ны на рис. 2. Из этого рисунка следует, что местный дефект в виде вмятины приводит к изменению
поля напряжений и к локальному возмущению напряжений в зоне вмятины.
а) б)
Рис. 1. Экспериментальная модель стенки резервуара с вмятинами:
а) – модель М1; б) – модель М2
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 56
Обнаружено, что в наружной
приграничной области вмятины имеет-
ся зона разгрузки, где местные напря-
жения ниже номинальных. Так, в моде-
ли М1 на поверхности А окружные на-
пряжения уменьшились в 1,2, а на по-
верхности Б в 1,06 раза. В модели М2
на поверхности А это снижение соста-
вило 1,15. Снижение напряжений на
наружных зонах границы вмятины, ве-
роятно, связано с распирающим
влиянием согнутой части вмятины.
В моделях М1 и М2 на поверх-
ностях Б наблюдался плавный переход
контура вмятины к поверхности стенки,
зона максимальных напряжений на на-
чальной стадии нагружения находится в
середине вмятины. Эффекта «защелки-
вания» стенки в зоне вмятины до достижения максимального уровня давления не наблюдалось.
В модели М2 при достижении внутреннего давления в 26 кПа наблюдался эффект «выщел-
кивания» стенки в зоне вмятины, который сопровождался хлопком и резким выгибом центральной
зоны вмятины наружу. Момент времени выщелкивания стенки в зоне вмятины сопровождался пере-
ходом участка максимальных напряжений и деформации к боковым контурным точкам, с резким
увеличением напряжений в граничных зонах вмятины. В середине дефекта хлопок сопровождался
мгновенной разгрузкой в связи с уменьшением глубины вмятины в результате ее выгиба.
Установлено, что с ростом внешнего давления коэффициенты концентрации напряжений в
центральной зоне вмятины уменьшились: в модели M1 на поверхности А – на 30%, а на поверхности
Б – на 31%; в модели М2 на стороне А – 26%. Это объясняется выпрямлением вмятин при
увеличении внутреннего давления в модели.
Экспериментальные зависимости коэффициента концентрации напряжений от внутреннего
давления представлены на рис. 3.
Замечено, что в моделях с характерными выгибами границ вмятин коэффициенты концентра-
ции напряжений в зоне берегов вмятины намного больше, чем в моделях, где границы вмятин плавно
переходят в основную стенку модели. При плавных выгибах границ вмятин в процессе нагружения
внутренним давлением указанная область деформируется совместно с зоной стенки модели по на-
ружным границам вмятины, что при-
водит к более сглаженному виду
эпюры напряжений в этой зоне.
3. Численное моделирование НДС
в резервуарах
Экспериментальные исследо-
вания проводились на модельных
системах. Рассматривался участок
резервуара под действием постоян-
ного внутреннего давления. В чис-
ленных исследованиях моделирова-
лось НДС в реальных резервуарах
под действием нагрузок, которые от-
ражают условия их эксплуатации.
Рассмотрим цилиндрический ре-
зервуар со сферической вмятиной.
200
Расстояние от оси вмятины до точки измерения x , мм
100 0
К
ол
ьц
ев
ы
е
на
пр
яж
ен
ия
σ
к,
М
П
а о
сь
ц
ен
т
р
а
вм
я
т
и
н
ы
20
40
60
80
100
300400500 200100 300 400 500
модель М1-А; модель М1-Б;
модель М2-А;
Рис. 2. Эпюры окружных напряжений в зоне вмятины
Внутреннее давление в модели, р, кПа
2
3
10
К
оэ
ф
ф
иц
ен
т
ко
нц
ен
тр
ац
ии
на
пр
яж
ен
ий
K
σ
,
,б
ез
ра
зм
ер
но
е
4
20 30
М1-А
М1-Б
М2-А
Рис. 3. Зависимость коэффициента концентрации напряжений
в зоне вмятины от внутреннего давления в модели
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 57
Предполагается, что в
области вмятины нет остаточных
напряжений. Фотографии вмятин
в резервуарах представлены на
рис. 1. Стенки резервуаров рас-
сматриваются тонкими цилинд-
рическими оболочками. Поэтому
сдвигами пренебрежем. Предпо-
лагается, что оболочка изготов-
лена из изотропного материала,
который находится в области уп-
ругости. Напряжения и деформа-
ции удовлетворяют закону Гука.
Перемещения и деформации
предполагаются малыми. Поэто-
му справедливы линейные фор-
мулы Коши.
Исследовалось НДС вертикального цилиндрического резервуара объемом 3000 , поперечное
сечение которого представлено на рис. 5. Радиус такого цилиндрического резервуара составляет
9.5 м. Резервуар имеет дно в виде круглой пластины толщиной 0.095 м. Как следует из рис.5, резерву-
ар состоит из четырех поясов. Каждый из поясов является участком оболочки с постоянным попереч-
ным сечением. Предполагается, что резервуар полностью заполнен мазутом. Из визуального осмотра
парка резервуаров следует, что вмятины наблюдаются в верхней части резервуаров. Рассмотрим вмя-
тину внизу верхнего четвертого пояса конструкции. Следуя работе [1], для описания сферической
вмятины введем два безразмерных параметра
,; tfRtrB =ς=ξ
где R – радиус резервуара; t – толщина резервуара в месте вмятины; rB – радиус вмятины; f –глубина
вмятины. Параметр ξ является безразмерным радиусом вмятины, а параметр ς – безразмерной глуби-
ной вмятины. Эти два безразмерных параметра полностью определяют геометрию сферических вмя-
тин.
Для расчетов используется пакет программ ANSYS. Резервуар с вмятиной разбивается на
оболочечные конечные элементы. В качестве конечных элементов используется shell 8 nodes 281.
Рассмотрим результаты моделирования НДС в резервуарах. На рис. 6 представлено поле эк-
вивалентных напряжений в резервуаре с вмятиной, которая имеет безразмерные параметры ξ = 5,
ς = 10. На этом рисунке показа-
но значительное возрастание
величин эквивалентных напря-
жений в области вмятины. В
поле напряжений вдали от вмя-
тин преобладает только окруж-
ная составляющая тензора на-
пряжений. Все остальные ком-
поненты этого тензора близки к
нулю. Несмотря на перемен-
ность поперечного сечения,
окружные напряжения могут
быть вычислены по формуле,
которая справедлива для резер-
вуаров с постоянным по-
перечным сечением [7]
а) б)
Рис. 4. Вмятины в стенках резервуаров:
a) – резервуар объемом 3000 м3
нефтебазы LRP «RTS Oil»;
б) – резервуар объемом 2000 м3
нефтебазы LRP «Turkestan Oil Product»
Рис. 5. Поперечное сечение вертикального цилиндрического резервуара
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 58
,
)(
t
Rxd −γ
=σθ (1)
где γ – удельный вес жидкости; d – высота запол-
нения резервуара мазутом; x – продольная коор-
дината резервуара, которая отсчитывается от дна.
Подчеркнем, что при расчете резервуара с пере-
менным поперечным сечением в формуле (1) ис-
пользуется значение толщины резервуара в рас-
сматриваемой точке конструкции.
Расчет НДС резервуара проводился для
различных сферических вмятин, которые разни-
лись значениями безразмерных параметров ξ и ς.
Для каждой вмятины определялся коэффициент
концентрации напряжений (ККН) Kσ. Результаты
расчета ККН представлены на рис. 7. На этом
графике показана зависимость Kσ от безразмер-
ной глубины вмятины ς. Подчеркнем, что параметр Kσ дан для разных значений безразмерного ра-
диуса вмятины ξ = 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9.
Кривые (рис.7), разделим на две группы. Первая группа отвечает малым и средним значениям
радиусов вмятин. Эти кривые не пересекаются (рис.7). Они соответствуют следующим значениям
параметра: ξ = 2; 3; 4; 5; 6. Вторая группа кривых соответствует большим значениям радиуса вмяти-
ны ξ = 7; 8; 9.
Заключение
Комплексными экспериментальными исследованиями моделей резервуара с вмятинами уста-
новлены особенности распределения напряжений, их концентрация в зоне вмятины, а также зависи-
мость напряжений от геометрических размеров и формы вмятины. Во вмятинах значительных гео-
метрических размеров установлен эффект «выщелкивания» стенки модели, в результате которого
происходит перераспределение напряжений в зоне вмятины.
Полученные результаты исследования позволяют более полно и достоверно оценить напря-
женное состояние стенки резервуара в зоне вмятины, обосновать необходимость учета концентрации
напряжений в зоне вмятин, разработки методики расчета прочности и долговечности резервуаров для
Рис. 6. Поле эквивалентных напряжений
в резервуаре с параметрами вмятины ξξξξ = 5, ςςςς = 10
Kσ
ς
Рис. 7. Зависимость коэффициента концентрации напряжений от безразмерной глубины вмятины ς
при следующих значениях безразмерного радиуса вмятины:
ξ = 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2015, Т. 18, № 3 59
вмятин, а также создают предпосылки по нормированию предельных геометрических размеров вмя-
тин, значительно дополняют ранее известные данные о напряженно-деформированном состоянии
стенки резервуара в зоне вмятины и дают возможность совершенствования норм проектирования.
Работа выполнена согласно договору в рамках государственного заказа по программе «Гран-
товое финансирование научных исследовании» с Комитетом науки Министерства образования и нау-
ки Республики Казахстан.
Литература
1. Лихман, В. В. Концентрация напряжений в резервуарах с локальными несовершенствами формы /
В. В. Лихман, Л. Н. Копысицкая, В. М. Муратов // Хим. и нефт. машиностроение. – 1992. – № 6. – С. 22–24.
2. Кузнецов, В. В. Проблемы отечественного резервуаростроения / В. В. Кузнецов, Г. П. Кандаков // Пром. и
граждан. стр-во. – 2005. – № 5. – С. 17–19.
3. Прохоров, В. А. Оценка параметров риска эксплуатации резервуаров для хранения нефтепродуктов в усло-
виях севера : Дис. … д-ра. техн. наук / В. А. Прохоров. – Якутск, 1999. – 300 с.
4. СН РК 3.05-24-2004. Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндриче-
ских стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. – Введ. 2005-01-01. – Астана: 2004. – 78 с.
5. ВБН В.2.2-58.2-94. Резервуары вертикальные стальные для хранения нефти и нефтепродуктов с давлением
насыщенных паров не выше 93,3 кПа. – Киев: Госкомнефтегаз, 1994. – 98 с.
6. ПБ 03-605-03. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефте-
продуктов. – Введ. 2003.06.19. – М.: Госгортехнадзор России, 2002. – 83 с.
7. Питлюк, Д. А. Испытания строительных конструкций на моделях / Д. А. Питлюк. – Л.: Стройиздат, 1971. –
160 с.
8. Моссаковский, В. И. Моделирование несущей способности цилиндрических оболочек / В. И. Моссаковский,
Л. И. Маневич, А. М. Мильцын. – Киев: Наук. думка, 1977. – 138 с.
Поступила в редакцию 01.08.15
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99210 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0131-2928 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T19:36:48Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Айнабеков, А.И. Сулейменов, У.С. Аврамов, К.В. Камбаров, М.А. Абшенов, Х.А. 2016-04-24T16:10:19Z 2016-04-24T16:10:19Z 2015 Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами / А.И. Айнабеков, У.С. Сулейменов, К.В. Аврамов, М.А. Камбаров, Х.А. Абшенов // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 54-59. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99210 621.791.052 Рассматриваются результаты экспериментального исследования моделей конструкции резервуара. В качестве моделей резервуара используются цилиндрические панели. Такие конструкции с вмятинами достаточно точно моделируют напряженно-деформируемое состояние больших цилиндрических резервуаров с вмятинами. Представлены результаты экспериментального анализа напряженно- деформируемого состояния в зоне вмятины, которые получены тензометрированием конструкции. Особое внимание уделяется анализу коэффициента концентрации напряжений в области вмятины. Численно моделируется напряженно-деформируемое состояние всего цилиндрического резервуара со сферической вмятиной. Предполагается, что материал резервуара удовлетворяет закону Гука, а связь между напряжениями и перемещениями является линейной. Так как резервуар заполнен мазутом, то он находится под действием постоянного внутреннего давления. Для численного моделирования напряженно-деформируемого состояния применяется метод конечных элементов. Исследуется зависимость коэффициента концентрации напряжений от безразмерных параметров сферической вмятины. Розглядаються модельні конструкцій для експериментального дослідження напружено-деформованого стану резервуарів із вм’ятинами. Наведено результати експериментальних досліджень напружено-деформованого стану у зоні вм’ятини. Для чисельного моделювання напружено-деформованого стану використовується метод скінченних елементів. Досліджується залежність коефіцієнта концентрацій напружень від параметрів сферичної вм’ятини. The results of the experimental analysis of tanks models are considered. The cylindrical panels are used for the tank models. Such structures with imperfections describe the deflected mode of big cylindrical tanks with imperfections. The results of the experimental investigations of the deflected mode in the region of imperfections are presented. The results are obtained by tensometric approach. The stress concentration factors in the regions of imperfections are analyzed in details. The deflected mode of the cylindrical tank with spherical imperfections is simulated numerically. It is assumed that the tank material meets the Hooke law and deformations and displacements satisfy the linear equations. As the tank is filled by fuel oil, then the constant internal pressure acts on the internal surface. The finite element method is applied to simulate numerically the deflected mode. The dependence of the stress concentration factors on the dimensionless parameters of imperfections is analyzed. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Проблемы машиностроения Динамика и прочность машин Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами Experimental and numerical analysis of deflected mode of cylindrical tanks with pinches Article published earlier |
| spellingShingle | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами Айнабеков, А.И. Сулейменов, У.С. Аврамов, К.В. Камбаров, М.А. Абшенов, Х.А. Динамика и прочность машин |
| title | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| title_alt | Experimental and numerical analysis of deflected mode of cylindrical tanks with pinches |
| title_full | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| title_fullStr | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| title_full_unstemmed | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| title_short | Экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| title_sort | экспериментальный и численный анализ напряженно-деформируемого состояния цилиндрических резервуаров с вмятинами |
| topic | Динамика и прочность машин |
| topic_facet | Динамика и прочность машин |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99210 |
| work_keys_str_mv | AT ainabekovai éksperimentalʹnyiičislennyianaliznaprâžennodeformiruemogosostoâniâcilindričeskihrezervuarovsvmâtinami AT suleimenovus éksperimentalʹnyiičislennyianaliznaprâžennodeformiruemogosostoâniâcilindričeskihrezervuarovsvmâtinami AT avramovkv éksperimentalʹnyiičislennyianaliznaprâžennodeformiruemogosostoâniâcilindričeskihrezervuarovsvmâtinami AT kambarovma éksperimentalʹnyiičislennyianaliznaprâžennodeformiruemogosostoâniâcilindričeskihrezervuarovsvmâtinami AT abšenovha éksperimentalʹnyiičislennyianaliznaprâžennodeformiruemogosostoâniâcilindričeskihrezervuarovsvmâtinami AT ainabekovai experimentalandnumericalanalysisofdeflectedmodeofcylindricaltankswithpinches AT suleimenovus experimentalandnumericalanalysisofdeflectedmodeofcylindricaltankswithpinches AT avramovkv experimentalandnumericalanalysisofdeflectedmodeofcylindricaltankswithpinches AT kambarovma experimentalandnumericalanalysisofdeflectedmodeofcylindricaltankswithpinches AT abšenovha experimentalandnumericalanalysisofdeflectedmodeofcylindricaltankswithpinches |