Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Буренин Владимир Алексеевич

Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров
<
Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Буренин Владимир Алексеевич. Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальныхрезервуаров : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.15.13 Уфа, 1994 294 с. РГБ ОД, 71:95-5/69-5

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Постановка задачи прогнозирования индивидуального остаточного ресурса. Обзор литературы 14

1.1. Диагностирование технического состояния РВС 15

1.2. Структура задач, решаемых в рамках проблемы прогнозирования 30

1.3. Обзор и анализ литературы 36

1.3.1. Анализ работ, посвященных исследованию факторов внешней среды, воздействующих на стальные вертикальные резервуары 37

1.3.2. Анализ работ, посвященных исследованиям технического состояния резервуаров 3S

1.3.3. Анализ работ, посвященных исследованию напряженно-деформированного состояния РВС 41

1.3.4. Анализ работ, посвященных критериям оценки работоспособности стальных вертикальных резервуаров 42

1.4. Постановка задач исследования 44

Глава 2. Выбор пространства входных параметров, пространств состояния и качества 46

2.1. Исходная информация о техническом состоянии стальных вертикальных резервуаров 46

2.1.1. Структура исходной информации . 46

2.1.2. Информация, необходимая для расчета напряженно-деформированного состояния резервуара 55

2.1.3. Определение дефектов и их описание

2.1.4. Информация об условиях эксплуатации 77

2.2. Анализ процесса нагружения 73'

2.2.1. Исследование характера нагружения стальных вертикаль ных резервуаров 78

2.2.2. Схематизация процесса нагружения 92

2.3. Выбор и обоснование структуры пространства выходных параметров 103

2.4. Выбор пространства качества 106

Глава 3. Напряженно-деформированное состояния РВС . 112

3.1. Методика расчета номинальных напряжений 114

3.2. Расчет напряжений и деформаций от неравномерных осадок основания 117

3.3. Расчет напряжений и деформаций в монтажном стыке с угловатостью 141

3.4. Стохастические свойства пространства выходных параметров 142

Глава 4. Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальных резервуаров 145

4.1. Прогнозирование МОР с использованием моделей коррозион ного износа 152

4.1.1. Коррозионный износ РВС при переменных нагрузках . 153

4.1.2. Модель коррозионного отказа при постоянных напряжениях 173

4.2, Малоцикловая усталость 176

4.2.Т. Исходные гипотезы 176

4.2.2. Детерминированная модель малоцикловой усталости . 184

4.2.3. Стохастическая модель малоцикловой усталости 191

Глава 5, Разработка информационно-поисковой системы аттестации прогнозирования технического состояния стальных верти кальных резервуаров 196

5.1. Общая характеристика ЙПСАЇЇ 196

5.2. Информационное обеспечение ИПСАІЇ 204

5.3. Концептуальная модель ШСАП 211

6.3.1. Описание исходной информации 211

5.3.1. Информация о состоянии резерву арного парка 215

5.3.2. Описание расчетной информации ИПСАП 222

5.3.3. Описание концептуальной модели ИПСАП 224

5.4. Функциональное описание ШСАП, схема формирования имени 227

5.4.1, Функциональная структура ШСАП 227

5.4.2. Комплекс обеспечения целостности базы данных 231

5.4.3. Комплекс ввода данных 235

5.4.4. Функциональное описание информационно-справочной подсистемы ШСАП 238

5.5. Описание алгоритмов и программного обеспечения ШСАП . 242

Основные выво.цы и рекомендации 250

Литература 252

Список основных сокращении 270

Приложения 271

Структура задач, решаемых в рамках проблемы прогнозирования

В соответствии с целью работы проблема прогнозирования индивидуального остаточного ресурса ШОР) стальных вертикальных резервуаров должна решаться в рамках системного подхода. Структуру и содержание основных задач, требующих решения в рамках проблемы прогнозирования, проиллюстрируем при помощи схем системной теории надежности /10,11,12/.

Резервуар рассматривается как система, взаимодействующая с окружающей средой. Воздействия среды описываются некоторой совокупностью параметров, которые далее будем называть входными (коррози онная активность хранимого продукта, уровень заполнения РВС, снеговая и ветровая нагрузки и т.п.)- Всю совокупность входных параметров будем называть пространством входных параметров и обозначать символом (Б (рис.1.7,а).

Резервуар реагирует на внешние воздействия, определенным образом формируя поля напряжений и деформаций в конструктивных элементах. Всю совокупность напряжений (или деформаций) на некоторой системе контрольных точек будем называть "пространством выходных параметров (или пространством состояний)" и обозначать символом и (рис.1,7,6). По величинам напряжений в контрольных точках можно судить о работоспособности резервуара, используя некоторые параметры, всю совокупность которых будем называть "пространством качества" и обозначать символом W (рис.1.7,в).

Поскольку входные параметры зависят от времени, каждый из -них в определенный момент t є [0;Tf ] (где Т - фактический ресур FBC) принимает некоторые значения q t), .q(t)..., которые можно рассматривать как координаты некоторого вектора q(t) с Б. Годограф вектор-функции q(t) описывает в пространстве Ф кривую, которую называют "эволюцией входных параметров" (I с (Б). Очевидно, эволюции входных параметров в пространстве С соответствует вполне определенная кривая в пространстве состояний (U (I с QJ), эту кривую называют эволюцией состояний. Эволюции состояний соответствует вполне определенная эволюция качества в пространстве V (Ї с W). Построить прогноз технического состояния, значит по известной эволюции входных параметров найти эволюцию состояний, а затем и эволюцию качества. Индивидуальным остаточным ресурсом называется интервал времени от начала эксплуатации (после обследования или ремонта) до тех пор, пока эволюция качества не выйдет за пределы некоторой области "допустимых значений качества". Если пространство Б является детерминированным, то проблема прогнозирования сводится к решению следующих основных задач;1) выбор пространства входных параметров ((В),т.е. совокупности параметров, характеризующих воздействия окружающей среды на конструкцию резервуара. При выборе пространства входных параметров необходимо стремиться к тому, чтобы количество входных параметров было минимально, с другой стороны, количество входных параметров должно быть таким, чтобы исходная информация удовлетворяла требованиям полноты, достоверности, непрерывности и т.д. /124,149,150/;2) выбор параметров систелы, Анализ взаимодействия системы "резервуар - окружающая среда " показывает, что не всю исходную информацию о резервуаре рационально относить к входным параметрам, так как, во-первых, это увеличивает размерность пространства входных параметров, во-вторых, часть входных параметров описывает не воздействия, среды, а свойства самого резервуара, определяет его индивидуальность (например, параметры, описывающие качество монтажа, то есть вид и местоположение дефектов). Параметры такого типа будем называть параметрами системы, эти параметры нерационально относить ко входным еще и потому, что они, как правило, не зависят от времени;3) выбор пространства состояний (3J), при формировании пространства состояний суть задачи состоит в том І чтобы выбрать такую совокупность контрольных точек на конструктивных элементах, которая бы при минимальном их количестве позволяла достоверно судить о напряженно-деформированном состоянии всей конструкции (необходимо удовлетворить требованиям полноты и достоверности);4) разработка оператора t(q), то есть разработка моделей,позволяющих по известной совокупности входных параметров q(t) нахо дить напряжения и деформации (параметры состояния - йШ), говоря математическим языком, необходимо разработать обобщенный оператор, отображающий пространство (Б в пространство QJ , то есть її = Liq,). Очевидно,для каждого резервуара оператор 1(g) индивидуален, так как этот оператор определяется, в первую очередь, структурой и величинами параметров системы, которые индивидуальны для всех РВС;5) выбор пространства качества (W). По величинам напряжений и деформаций в принципе можно судить о работоспособности РВС (о его качестве), но заключение, о работоспособности на основе анализа полей напряжений и деформаций, во-первых, может быть не адекватным /157/, во-вторых, требует анализа очень большого объема информации и очень высокой квалификации обслуживающего персонала, что практически исключает возможность широкого внедрения подобных моделей в практику. Поэтому суть задачи формирования пространства качества состоит в поиске параметров, которые бы интегрально оценивали работоспособность резервуара (его качество) на основании формальных моделей анализа всего пространства состояний;6) разработка обобщенного оператора !М(й), отображающего пространство состояний (Ш) в пространство качества (W), то есть совокупности математических моделей, пакетов прикладных программ, методик и некоторого перечня нормативных документов, которые бы позволяли на основании анализа полей напряжений и деформаций, (а также, возможно, и другой информации) судить о том, в какой мере резервуар можно считать работоспособным;7) выбор допустимых значений качества. При построении прогноза технического состояния (качества) необходимо решить вопрос о том, какое качество является допустимым, какое нет. На схеме (см.рис.1.1) качество оценивается одним параметром W(t), поэтому область допустимых значений качества W(t) W , (обозначим область

Анализ процесса нагружения

Процесс нагружения стального вертикального резервуара обусловлен, прежде всего, изменением уровня нефти (или нефтепродукта) в нем. Характер изменения уровня заполнения определяется назначением резервуара, в этом плане резервуары можно подразделить на следую щие классы: резервуары системы добычи (резервуары КСП), резервуары системы магистрального транспорта, резервуары системы пе реработки нефти, резервуары системы госхранения. Характер нагруже-ния резервуаров различных систем описан в работах /9,39,70,184, 185/. Представленная выше осциллограмма (см.рис.2.16) характерна для РВС системы трубопроводного транспорта нефти при транзитном режиме перекачки.

Анализ результатов исследований напряженно-деформированного состояния стальных вертикальных резервуаров показывает, что уровень напряжений в точке М(а,р) конструктивного элемента РВС может быть представлен в видегде a(t,a,3) - функция, описывающая изменение обобщенных напряжений в рассматриваемой точке М(а,р); G#(a,p) - величина, постоянная для рассматриваемой точки М(а,(3), вычисляемая на этапе расчета напряженного состояния элемента РВС; H{t) - функция, описывающая изменение уровня заполнения РВС. При формировании моделей прогнозирования будем исходить из гипотез, основанных на результатах анализа опыта эксплуатации РВС:- каждый резервуар как элемент системы функционирует в определенной технологической среде (конфигурация технологических трубопроводов, характеристики насосного оборудования, высотные отметки РВС и т.д.);- технологическая обстановка в резервуарном парке меняется дискретно (вывод резервуаров, насосов или другого оборудования ШС на ремонт, изменения плана транспорта нефти и т.д.), изменения происходят в моменты времени 91,9 .. .6 , которые легко контролируются техническими службами НПС;- изменениями технологической обстановки на интервале (±ti+i) в практических расчетах можно пренебречь.

Следствием сформулированных выше гипотез является возможность прогнозирования процесса нагружения (а значит, и остаточного ресурса) по результатам наблюдений за уровнем нефти в резервуаре на протяжении, например, одного месяца с частотой контроля, равной од ному часу (или двум часам).

Условимся называть таблицу результатов наблюдений за уровнем продукта в резервуаре необходимого объема (оптимальной по длительности и по частоте контроля) "Бланком уровней заполнения" (БУЗ). В соответствии с изложенными выше положениями, для адекватного описания процесса H(t) необходимо обеспечить периодическое поступление БУЗ (с обоснованным интервалом), причем каждое изменение технологической обстановки РВС должно сопровождаться анализом последующего БУЗ и уточнением остаточного ресурса РВС.

При решении задачи анализа характера нагружения по результатам наблюдений за уровнем заполнения (обработка БУЗ) анализируются осциллограммы изменения уровня нефти в резервуаре, аналогичные веденной на схеме (см. рис 2.16 )

Для уточнения основных понятий, используемых при анализе процесса нагружения РВС, рассмотрим фрагмент БУЗ, представленный на рис.2.17. Будем характерные точки осциллограммы обозначать следующим образом:му, будем называть точкой абсолютного максимума, а соответствующий уровень заполнения - значением абсолютного максимума; величинуназывают размахом процесса.

Под анализом процесса нагружения будем (в соответствии с принятой концепцией) понимать исследования функции распределения абсолютного максимума процесса нагружения. Распределение абсолютного максимума, согласно /64,65/, может быть с высокой точностью описано по среднему числу выбросов за высокие уровни воздействий. Определение числа выбросов за некоторый уровень Н можно свести к вычислению математического ожидания разности процесса H(t) и уровня Н , то есть

Для определения числа нулей X(t) воспользуемся соотношениемогде ОС} - дельта функция Дирака;функция, для получения ее статистических характеристик введем в (2.3) соответствующую плотность распределения f (X,X,t) - совместную плотность распределения функции.X(t) и ее первой производной. После подстановки получимТак как X(t) - стационарная функция, т.е. f (x,0,t) = f(X,0), по

Расчет напряжений и деформаций в монтажном стыке с угловатостью

В последнее время в связи с сооружением крупных резервуаров традиционными методами (методом рулонирования) часто встречается дефект, который называют угловатостью /118/. Схема монтажного стыка с угловатостью описана во второй главе. При этом дефекте кольца соседних полотнищ соединяются под некоторым углом (2т). Так как наблюдаемая в практике угловатость 7 7 можно считать, что величина угловатости в радианах равнагде I - база измерения угловатости;

Согласно /130/, максимальные кольцевые в рассматриваемой точкестыка с угловатостью в упругой области могут быть найдены по форгде он - номинальные кольцевые напряжения в рассматриваемой точке; Е - модуль упругости.8 случае необходимости перерасчет упругих напряжений и деформаций на упруго-пластические можно осуществить при помощи соотношений Нейбера. и Хардрата-Омана, описанных в работах /94,...,99/.

Расчет полей напряжений и деформаций, связанных с другими дефектами геометрии оболочки резервуаров, возникающих в процессе монтажа, рассмотрены в работе /38/. Приведенные в ней результаты исследований использованы при разработке алгоритмов и программ.

В общем случае напряженное состояние во всех точках конструктивных элементах РВС является сложным. Кроме того, поскольку процесс нагружения является случайным, поля напряжений и деформаций будут еще и случайными. В напряженно-деформированном состояние в некоторой точке конструктивного элемента РВС описывается функциейгде а,Э - безразмерные координаты на срединной поверхности конструктивного элемента;0± — І-- я составляющая компоненты напряженного состояния при 1=1 - меридианальные напряжения на наружной поверхности РВС, при 1=2 - кольцевые напряжения на наружной поверхности конструктивного элемента РВС;при 1=3 - касательные напряжения на наружной поверхности конструктивного элемента РВСjпри 1-4 - меридианальные напряжения на внутренней поверхности конструктивного элемента РВС,"при 1=5 - кольцевые напряжения на внутренней поверхности конструк-тивного элемента РВС;при 1=6 - касательные напряжения на наружной поверхности конструктивного элемента РВС); t - время. Анализ напряженно-деформированного состояния элементов РВС системы трубопроводного транспорта показывает, что при традиционном режиме эксплуатации (транзитный режим) для конкретного РВС возможно пред В правой части приведенного соотношения функция. о(а.З) является детерминированной (в рамках предлагаемой концепции), а H(t) - стохастическая функция. Поэтому стохастические свойства пространства выходных параметров определяются только стохастическими свойствами процесса нагружения .е. функции H(t).

Практическое использование соотношения (3.36) сводится к вычислению функции о(сьв), т.е. вычислению напряжений в каждой точке конструкции обследуемого РВС (с учетом качества изготовления, качества монтажа и фактического состояния конструкции) при максимальном уровне заполнения. Напряженное состояние в некоторой точке М(а,р в момент времени t находится посредством умножения значения Функции о(сьЗ) в рассматриваемой точке на величину уровня нефти (или нефтепродукта) в рассматриваемый .момент времени и деления на величину максимального уровня заполнения.1. Разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния корпуса стального вертикального резервуара с учетом фактического коррозионного износа стенки и неравномерных осадок основания.2. Предложено осадку основания представлять в виде суперпозиции равномерной осадки, крена и неравномерной осадки. При этом каждый вид осадки вдоль окрайки днища представлен компонентой отрезка тригонометрического ряда, а неравномерные осадки разлагаются на элементарные составляющие. 3. Напряжения и деформации в стенке РВС определяются для каждой элементарной составлящей методами теории тонких упругих оболочек с учетом фактических толщин поясов.4. Показано, что при анализе стохастических свойств пространства состояний можно опираться только на стохастические свойства процесса опорожнения-заполнения резервуара.5. Разработанные модели расчета полей напряжений и деформаций реализованы в виде пакета прикладных программ на ПЭВМ типа IBM. Разработанные в гл.З модели позволяют определить напряжения и деформации в конструктивных элементах резервуара с учетом качества его изготовления и монтажа, условий эксплуатации и интенсивности режима нагружения резервуара. Но, как уже было сказано выше, информация о полях напряжений и деформаций (даже исчерпывающая) не дает адекватного представления о работоспособности РВС, т.е. степени близости конструкции к предельному состоянию. На самом деле, согласно принятым в отрасли документам /71,129,146/, конструкция считается работоспособной, если" ни в одной точке напряжения не выше нормативных. Но опыт эксплуатации листовых конструкций позволяет сделать вывод о том, что большие напряжения в малой области листовой конструкции не приводят к разрушению, как показал натурный эксперимент М.К.Сафаряна /140/, возможно значительное однократное превышение нормативных напряжений в некоторой части конструкции без ущерба для ее несущей способности.

Все эти факты требуют анализа проблемы работоспособности резервуаров методами механики разрушения на основании адекватной концепции работоспособности резервуаров.

Существующие расчетные методы оценки работоспособности РВС /7, 140/ основываются на методах теории тонких упругих оболочек, эти методы не учитывают время эксплуатации, хотя его влияние на работоспособность РВС ни у кого не вызывает сомнения.

Временной фактор связан с процессами потери конструкцией своих первоначальных свойств, эти процессы обобщенно называют процессами старения. Опыт эксплуатации стальных вертикальных резервуаров показывает /35,38,73,113/, что процессы старения РВС проявляются в двух формах:, коррозионный износ и малоцикловая усталость. В первом случае происходит уменьшение толщин листов, образующих конструкцию, что, в конечном итоге, может привести к разгерметизации конструкции: сквозное проржавление (как правило,это касается кровли и днища) или появление свища (отпотины) в корпусе РВС. Возможна.также потеря устойчивости корпуса из-за равномерной коррозии. Во втором случае вследствие накопления, повреждений в металле конструкций инициируются усталостные трещины, которые, развиваясь в процессе эксплуатации, могут привести к разрушению конструкции.

Таким образом, оценка работоспособности РВС должна быть основана на анализе и прогнозе процессов коррозионной и малоцикловой усталости.. Концепция оценки работоспособности РВС во многом определяется концепцией предельного состояния, т.е. идеей, лежащей Б основе разграничения работоспособного и неработоспособного состояний. Ос-тановимся подробнее на этом вопросе.

Основными, с точки зрения характера эксплуатации, являются следующие особенности РВС:I) характер нагружения РВС является циклическим (опорожнение и заполнение сменяют друг друга);2) цикл нагружения (см. гл.З) не является симметричным, среднее значение уровня заполнения не равно нулю, т.к.

Малоцикловая усталость

Опыт эксплуататции показывает, что практически все РВС имеют дефекты. Согласно /7,27,29,35,93/, нормативные напряжения в конст руктивных элементах FBC должны иметь порядок 0.6...0.8 о., в этих условиях даже незначительная концентрация напряжений в зоне дефекта,приводит к тому,что напряжения превысят предел текучести. Если учесть, что характер нагружения РВС является циклическим, то становится очевидной оооснованность использования методов механики малоцикловой усталости /94,...100/.

Механика малоцикловой усталости исходит из того, что в процессе циклического нагружения в зонах, напряжения в которых превышают предел текучести, инициируются усталостные трещины. Развиваясь в процессе дальнейшей эксплуатации, эти трещины приводят к разрушению конструкции. Длительность процесса развития трещины до критического размера зависит от формы и размеров трещины, величины напряжений в зоне, окружающей трещину, и характеристик режима нагружения. Процесс усталости РБС может быть описан двухстадийной моделью /87,94,. , , ,98,121,...,123/

Число циклов до возникновения магистральной трещины определяется зависимостью Коффина-4іенсона, а процесс развития трещины описывается зависимостью Пэриса-Зрдогана, Для анализа целесообразности использования двухстадийной модели аттестации и прогнозирования технического состояния РБС обратимся к результатам исследований, опубликованным "Б работах /11,12,73/. В монографиях подчеркнуто, что известно много случаев, когда конструкции, например, газгольдеры, прошедшие приемочные испытания при нагрузке, превышающей расчетную в 1,3...1,4 раза, разрушались через 3...5 лет эксплуатации, либо при обследовании в них были обнаружены отсутствующие ранее трещины. Так, в работе /73/ приводятся данные периодического обследования однотипных сосудов высокого давления, прошедших после изготовления І00Ж - ный дефектоскопический контроль с заваркой обнаруженных трещин. После двух лет эксплуатации ни в одном сосуде трещины не были обнаружены; после пяти лет эксплуатации четвертая часть обследованных сосудов оказалась с трещинами, а после десяти лет эксплуатации трещины были обнаружены во всех сосудах. Сосуды-давления по своему напряженно-деформированному состоянию весьма близки к резервуарам, поэтому качественно картина процесса малоциклового износа резервуаров и сосудов высокого давления должна совпадать. Этот факт подтверждается исследованиями, опубликованными в работах Б.Л.Березина, А.Г. Гумерова и др./6,35, 63/, Анализ структуры резервуарного парка ГТН МНП СССР показывает, что средний "возраст" эксплуатируемых резервуаров, например, в УУСМН составляет для РВС-5000 около 30 лет, для РВС-20000 - около 20 лет. Т.е. срок эксплуатации основной массы резервуаров достаточно велик и можно с высокой достоверностью утверждать, что в конструктивных элементах этих резервуаров усталостные трещины уже возникли. Вопрос же об обнаружении этих трещин в процессе обследования технического состояния решается неудовлетворительно по целому ряду причин и, прежде всего, из-за несовершенства средств и методов диагностирования (малой вероятности обнаружения малых трещин существующими методами диагностирования). На рис. 4.13 показана зависимость вероятности обнаружения трещины при различных методах дефектоскопии по данным /73/. На рисунке видно, что только трещины размером свыше ЇІ мм обнаруживаются практически достоверно; во-вторых, из-за огромных размеров резервуаров сплошной контроль невозможен, по этому при дефектоскопии РВС используется выборочный контроль /35 , 129,138/, 0 распределении размеров трещин и трещиновидных дефектов можно судить по результатам исследований, приведенным в монографии /73/, на рис 4.14 приведено распределение размеров трещин в резервуарах по результатам этих исследований.

В связи с вышеизложенным представляется правомочным предположение о том, что в конструктивных элементах РВС после обследований остаются необнаруженными дефекты малых размеров. Эти дефекты в силу их малости не приводят к авариям при гидравлических испытаниях. Если необнаруженным оказался сквозной дефект,то в процессе гидравлических испытаний он проявится в виде отпотины или свища и будет устранен, если необнаруженным окажется поверхностный дефект,. то при гидравлических испытаниях он не проявит себя, но будучи концентратором напряжений может привести к малоцикловому отказу.

Т.о. при аттестации и прогнозировании технического состояния РВС необходимо учитывать возможность существования в конструктивных элементах необнаруженных поверхностных трещин малых размеров.

Выше была проведена классификация дефектов. Все дефекты разделены на глобальные и локальные. Б качестве критерия, по которому дефект относится к тому или иному классу, является возможность использования плоской модели при расчетах напряженно-деформированного состояния и усталости конструктивного элемента, имеющего такой дефект. В случае локального дефекта учитывать кривизну оболочки в плоскости a = const нецелесообразно, с точки зрения.получаемой при этом точности.

Например, в расчетах живучести цилиндрических конструкций при расчете КИН вводится поправочный коэффициент 3 /96/ на кривизну оболочкигде - полудлина трещины;R- радиус срединной поверхности оболочки; її- толщина оболочки.

Величина поправки на кривизну оболочки для- основных типов РВС составляет не более 0,1%, потому очевидно, что при расчете живучести РБС нет необходимости использовать цилиндрическую модель.

В случае глобального дефекта расчет при помощи плоской модели приводят к большим погрешностям, .т.е. возникает необходимость производить расчеты с использованием цилиндрических моделей,

Такое разделение рационально также с точки зрения механики малоцикловой усталости. Одним из основных понятий в механике малоцикловой усталости является понятие "номинальные напряжения" и "концентрация напряжений". Анализ полей напряжений и деформаций І реальных PBG показывает, что поля напряжений, обусловленные глоба- І льными дефектами, имеют малые градиенты, т.е. в полях напряжений, обусловленных глобальными дефектами, всегда можно выделить такие области, что по отношению к любому локальному дефекту она будет еквивалентна бесконечной, и напряжения в этой области будут постоянными. Таким образом, специфика РВС такова, что напряжения от глобальных дефектов можно считать номинальными по отношению к локальным дефектам. Это свойство РВС позволяет применять методы механики малоциклового разрушения для аттестации и прогнозирования технического состояния РВС.

Т.о., в дальнейшем номинальными будем называть поля напряжений и деформаций, обусловленные глобальными дефектами и помечать компоненты напряженно-деформированного состояния индексом мн". Заметим, что такое соглашение не соответствует общепринятому, но при расчете РВС оно необходимо, т.к. дает возможность использовать отработанные модели механики малоциклового разрушения.