С помощью разработанной динамической параметрической конечно-элементной модели, описывающей волновые процессы, происходящие в трубопроводе под действием внешних возмущений, проводится серия вычислительных многофакторных экспериментов с целью установления влияния локальных изменений, дефектов, повреждений в трубопроводе на спектр вынужденных колебаний в некоторой исследуемой точке, соответствующей месту возможной установки измерительной аппаратуры. Исследуется влияние дефекта на фронт распространения волны и амплитудно-частотную характеристику полученных сигналов в зависимости от размеров трещины. Показано, что анализ АЧХ поля перемещений на поверхности трубопровода позволяет определить наличие трещины и ее размер. В процессе анализа набора полученных численных решений для различных размеров трещин получено, что в результате возможно создание прикладной методики анализа пригодности исследуемого трубопровода к дальнейшей эксплуатации и оценки его текущего состояния (определение наличия трещин), проводимых на основании серии динамических испытаний.
With the help of the developed dynamic parametric finite element model, which describes the wave processes occurring in the pipeline due to external disturbances, a series of computing multifactor experiments to determine the influence of local changes, defects, damage to the pipeline on the spectrum of forced oscillations in a study point corresponding to the location possible installation of measuring equipment are performed. The influence of the defect on the front of the wave, and the frequency response of the received signals depending on the size of the crack is researched. It is shown that the analysis of the frequency response of the displacement field on the surface of the pipe is allowed to determine the presence of cracks and its size. During the analysis of a set of numerical solutions for different sizes of cracks found that it is possible to create a method of analysis of the pipeline, based on a series of dynamic tests, for further use in researches and for evaluation of its current state (detect cracks).
1. Блинов А.В., Максимов П.В. Постановка динамической задачи распространения упругих волн в трубопроводе // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. - №11(30) часть 2. – С 48-50.
2. Блинов А.В. Максимов П.В. Разработка и верификация нестационарной конечно-элементной модели для исследования волновых процессов в трубопроводе // Современные проблемы науки и образования. – 2015. - №1
3. Бочкарев Н.Н., Курочкин А.А. Вибродиагностический контроль движения внутритрубных объектов в магистральных газопроводах // Электронный научный журнал «Нефтяное дело». – 2012. –№5. –С.86-98.
4. Денисов Г.Г. Об импульсе волн при продолжительных колебаниях упругого стержня / Г.Г. Денисов, В.В. Новиков, М.Л. Смирнов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2010. - №5-1. С. 134-137.
5. Зенкевич О.С. Метод конечных элементов в технике. / Б.Е. Победря – М.: Мир, 1975. – 543 с.
6. Сальников А.Ф., Сальников С.А., Щелудяков А.М. Оценка влияния динамических нагрузок на остаточную работоспособность полимерноармированных труб // Газовая промышленность. –2014. –№1(701). –с.52-55.
7. Цветков Р.В., Шардаков И.Н., Шестаков А.П. Анализ распространения волн в подземных газопроводах применительно к задаче проектирования систем мониторинга // Вычислительная механика сплошных сред. – 2013. –Т.6, №3. –С.364-372.
8. Щелудяков А.М., Сальников А.Ф., Дутлов О.А. Волновая диагностика трубопроводов из полимерно-армированных труб // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. -Т.1. -2014. -с.254-258.