Эффективная методика оценки воздействия ледового выпахивания в песчаных грунтах на заглубленный трубопровод с помощью вычислительного пакета LS-DYNA

Шушпанников, П.С.; Онищенко, Д.А.

Авторы: Шушпанников П.С., Онищенко Д.А.
Журнал: Вести газовой науки
Номер: 2 (39)
Год издания: 2019
Первая страница: 61
Последняя страница: 73
Аннотация: Рассматривается задача о напряженно-деформированном состоянии морского трубопровода, заглубленного в песчаный грунт, реализующемся в процессе выпахивания (экзарации) грунта килями ледяных образований. Известно, что с точки зрения численного моделирования песчаный грунт является более сложным по сравнению с глинистым, поскольку возникающие поверхности скольжения в первом случае имеют существенно меньшую толщину, чем во втором. Для решения задачи предложена и реализована в программном комплексе LS-DYNA конечно-элементная модель системы «грунт – киль – труба». В рамках модели грунт предполагается упругопластическим, удовлетворяющим критерию текучести Кулона – Мора и неассоциированному закону течения; труба предполагается линейно упругой; киль считается абсолютно твердым. Грунт моделируется на эйлеровой сетке, труба и киль – на лагранжевых конечно-элементных сетках. Для описания взаимодействия трубы с грунтом за пределами границ эйлеровой сетки используются дополнительные элементы со свойствами нелинейной пружины. Для нахождения диаграмм деформирования пружин используются результаты специально проведенных численных расчетов. Исследованы особенности деформирования рассматриваемой системы в процессе ледового выпахивания для труб различного размера как при наличии, так и при отсутствии в них давления. Результаты моделирования соответствуют ожидаемой картине деформирования системы: деформирование грунта под килем приводит к изгибу трубы, причем плоскость изгиба не совпадает с горизонтальной плоскостью, а наклонена к ней под некоторым углом, поскольку точки трубы в активной зоне выпахивания смещаются как в направлении движения киля, так и вглубь грунта. Показано, что после прохождения киля над трубой наблюдается тенденция возвращения трубы в исходное положение. Максимумы перемещений, деформаций и напряжений в трубе достигаются в момент прохождения над ней киля. На примере труб характерных размеров найдены и сопоставлены друг с другом значения максимальных перемещений и эффективных напряжений, возникающих в заглубленном трубопроводе в процессе ледового выпахивания.
Добавил в систему: Онищенко Дмитрий Арсеньевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ЦЭМИ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ЦЭМИ РАН

Прикрепленные файлы