Міжгалузева науково-дослідна лабораторія діагностики напруженого стану
| Міжгалузева науково-дослідна лабораторія діагностики напруженого стану | |
| Тип підрозділу | Науково-дослідна лабораторія |
|---|---|
| Приналежність | Кафедра зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій |
Міжгалузева науково-дослідна лабораторія діагностики напруженого стану — структурний підрозділ кафедри зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій Інституту інженерної механіки та транспорту Львівської політехніки.
Діяльність лабораторії
- Розроблення у рамках теорії оболонок математичних моделей, що описують осесиметричний напружено-деформований стан зварних з’єднань елементів оболонкових конструкцій (магістральних, технологічних та промислових трубопроводів, циліндричних резервуарів для збереження рідин та газів, цистерни залізничного та автомобільного транспорту, котлів, апаратів нафтохімічної промисловості тощо), зумовлений дією несумісних залишкових зварювальних деформацій;
- Побудова розв’язків задач механіки оболонок під дією локальних полів залишкових деформацій і на їх основі та експериментальної інформації, яку можна здобути неруйнівними методами, розробка алгоритмів відтворення просторового розподілу залишкових напружень в зварних з’єднаннях конструкцій та споруд тривалої експлуатації;
- Створення комплексу вимірювального та метрологічного устаткування, що включає різнотовщинні зварні з’єднання труб тривалої експлуатації, для тарування вимірювальних приладів і уточнення методик визначення усереднених характеристик напруженого стану;
- Розроблення методик для діагностування напруженого стану в зоні зварних з’єднань магістральних нафтогазопроводів тривалої експлуатації.
- Підготовка дипломних та магістерських робіт за результатами науково-дослідницької роботи студентів кафедри ЗВДВ.
Дослідження
В основу досліджень напружено-деформованого стану зварних з’єднань трубопроводів покладено експериментально-розрахунковий метод Суть запропонованого розрахунково-експериментального методу, на базі якого розробляються методики відтворення просторового розподілу напружень в зварних з‘єднаннях оболонкових конструкцій, полягає в наступному.
Спочатку записують основні співвідношення і диференціальні рівняння для різнотовщинних оболонкових конструкцій із залишковими деформаціями, які одержують, використовуючи зображення компонентів тензора повної деформації у вигляді суми компоненти тензора пружної деформації та компоненти тензорного поля пластичних власних деформацій. Це поле описують тензорною функцією, що належить до деякого компакту та залежить від декількох довільних параметрів. Потім дану функцію підставляють у ключові рівняння, будують їх розв’язки і записують вирази для визначення напружень у довільній точці об’єкта зварного з‘єднання. У ці вирази входять невідомі параметри, що характеризують несумісні залишкові пластичні деформації.
Для їх знаходження використовують експериментальну інформацію, здобуту неруйнівними методами, і будують функціонал, мінімізація якого забезпечує мінімальну нев’язку теоретично обчислених від експериментальних характеристик полів напружень. Задачу про знаходження поля пластичних деформацій розв’язують як обернену задачу деформівного тіла із залишковими деформаціями, яка є умовно коректною.
Після знаходження цього поля обчислюють залишкові напруження у довільній точці в зоні зварного з’єднання, зокрема ті, які не можна отримати експериментально. Побудова методик, за допомогою яких можна прогнозувати залишковий ресурс зварних конструкцій, базується на енергетичному підході механіки руйнування для визначення періодів росту втомних тріщин в неоднорідних за механічними властивостями елементах конструкцій, що експлуатуються в умовах дії силових факторів і залишкових напружень.
