Page 122 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

122

НДС стінки трубопроводу в першому наближенні описуємо мембранним

напруженням, зумовленим дією внутрішнього тиску:

p R
 i , (5.5)
m
t

де p – внутрішній тиск, МПа; Ri – внутрішній радіус, мм; t – товщина стінки, мм.

Залежність (5.5) показує, що рівень мембранного напруження зростає зі

збільшенням внутрішнього тиску та внутрішнього радіуса труби і зменшується

зі збільшенням товщини стінки. Отже, внутрішній тиск є одним із визначальних

експлуатаційних чинників, що впливають на інтенсивність розвитку тріщини.

Для осьової півеліптичної поверхневої тріщини, розташованої на внутрішній

поверхні труби, максимальне значення KI визначають за апроксимаційним виразом

Ньюмена–Раджу (Newman–Raju) [13]:

2
  R  R 2 a  t
a

Ka  I () 0,97F   m  a  a i  1 0,5  , (5.6)
2
c
  R  R i 2 t  R i
a

де Ra=Ri + t – зовнішній радіус; a, c – глибина і півдовжина тріщини; F(a / c) –
геометричний множник, що враховує форму півеліптичного дефекту (рис. 5.3).

Геометричний множник F(a / c) визначено у вигляді:
a
a
M  M  2  M  4


a
 1 2 t  3 t 
F   , (5.7)
  1,65
c
a

1 1,464 

c
де параметри M1, M2, M3 визначаються згідно з апроксимаціями Ньюмена–Раджу
(Newman–Raju) [13]:
a

M  1 1,13 0,09 ;
c
0,89
M  0,54  a ; , (5.8)
2
0,2 
c

1  a  24
M  3 0,50   14 1   .
0, 5  a  c 
6
c