Экспериментальное исследование напряженных состояний и разработка инженерного метода расчета тройниковых соединений в связи с проектированием и эксплуатацией ВВЭР тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

?\ь ид

1 9 СЕН 19РЛ

МИНИСТЕРСТВО АТОИНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ РФ Опытное конструкторское бюро "Гидропресс"

На правах рукописи

СЕЛЕЗНЕВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

УДК 621.643.4 621.311.25

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЙ И РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА ТРОЙНИКОВаХ СОЕДИНЕНИЙ В СВЯЗИ С ПРОЕКТИРОВАНИЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ВВЭР

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность маоин,

приборов и аппаратуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подольск - 1994

Работа выполнена в Опытно-конструкторском бюро "Гидропресс"

je руководители: Член-корреспондент PAri

U.A. Махутов кандидат технических наук Б.Н. Дранченко

1льные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Б.Ы. Усаков

кандидат технических наук, старциЛ научный сотрудник

A.B. Овчинников

я организация - ДАО СКВ Атомного машиностроения

АО СП Подольский машиностроительный завод

диссертации состоится " 1994г. на

нии Специализированного Совета Д-ОСЗ.42.01 Института ыашино-я им. A.A. Благонравова РАН

Адрес: Ю1оЗО Москва, ул. Грибоедова, 4

:сертацией можно ознакомиться в библиотеке Института машино-<ия РАН по адресу: Москва, ул. Бадцина,4, (тел. 135-55-16).

зе^ерат разослан " ^ " 1994г.

1ыД секретарь

визированного Совета /)

>р технических наук, *Ji(^ / ц.к. Усков профессор

ОБДАЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТс!

Актуальность проблемы. Несмотря на успехи, достигнутые численными методами определения напряженно-деформированных состояний, важное место, особенно при разработке инженерных алгоритмов расчета пространстьенных объектов с высокой концентрацией напряжений, по-прежнему принадлежит экспериментальным методам, а том числе поляриэационно-оптическому методу исследования напряжений.

Применительно к тройниковъы соединениям, как весьма распространенным и ответственным типовым узлам энергетического оборудования (в том числе атомных энергетических установок с реакторами типа ЬЬЬ?), на сегодняшний день отсутствует методы расчета, основыьаоциеся на систематизированных экспериментальных данных по объемному напряженному состоянию, а известные методики расчета, базирующиеся преимущественно на результатах численного анализа, могут приводить к значительным погрешностям в определении фактической нагруженности тройников, причем не всегда в запас прочности. Поэтому рассматриваемые в диссертации тема, постановка задачи и её решение является актуальными. Цельс работы является экспериментальное исследование, обобщение и систематизация эмпирических данных и разработка инженерного метода расчета напряженных состояний тройников при действии пространственных систем квазистатических нагрузок для практического применения ь проектировании и расчетах прочности систем трубопроводов. Методы исследование. Постановка исследований, включая определение конечной цели и методику её достижения, реализована на осноье математической теории многофакторного эксперимента с широким использованием ЭЕМ, метода планирования, методик статистического и регрессионного анализа, рандомизации опытов.

Исследования напряженных состояний тройников выполнены на крупномасштабных объемных моделях из оптически чувствительного материала поляризацизнно-оптическнм методом с замораживанием деформаций и методом тензометрирования. Результаты исследований сопоставлялись с результатами применения расчетных методов и теноометрироьания на металлических изделиях.

На.учнал новизна. Впервые в отечественной и зарубежной практике проведено экспериментальное многофакторное исследование сложного простран-

ственного узла - тройникового соединения - и на основе систематизации эмпирических данных разработан инженерный метод расчета, включающие определение, в зависимости от геометрии тройника и действующих нагрузок, следующих характеристик:

- компонент объемного тензора напряжений в характерных точках зоны сопряжения оболочек, включая значения и направления максимальных напряжений и коэффициентов концентрации напряжений, а также значения интенсивностей напряжений в зонах концентрации;

- компонент объемного тензора местных мембранных и местных изгибных напряжений в характерных сечениях конструкций;

- величины градиента первого главного напряжения в зонах концентрации:

- глубины распространения зоны начальной текучести по толщине стенки конструкции.

С научной точки зрения, новыми являются не только полученные экспериментальные данные, результаты их обобщения (эмпирические формулы и номограммы) и алгоритм использования (инженерный метод и пакет программ) , но и реализованные при этом методологические и методические подходы, а именно:

- применение методологии математической теории эксперимента к исследованиям типовых узлов энергетического оборудования и практически полученный положительный ответ о научной и экономической эффективности внедрения данной теории в аналогичные исследования в дальнейшем;

- разработка и применение методики разделения (с помощью фотоупругих измерений) составлящих местных мембранных и изгибных напряжений в контролируемых сечениях для анализа прочности конструкций согласно "Норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ", а также определение градиента первого главного напряжения для зон концентрации в объемной постановке;

- разработка (с использованием теории конформных отображений) и применение методики математической обработки и экстраполяции измерений в зоны, труднодоступные для исследований (области возможного оптического краевого эффекта времени и т.д.), с целью повышения точности экспериментального определения напряжений в зонах концентра^«.

Практическая ценность. Работа выполнена в опытном конструкторском бюро "Гидропресс", проектирующем оборудование атомных реакторных установок с реакторами типа ВВЭР. Результаты исследований позволяют с достаточно,: точностью предсказывать распределение напряжений в конструкциях тройников в различных эксплуатационных режимах, для которых значения пространственных нагрузок на тройники определяются из расчета. Крэме того, разработанный инженерный метод дает возможность нацелить!

граничить объем тенэоизмерений на натурных изделиях в период пуско-здочных работ, по данным которых делается окончательное заключение ззможности безопасной эксплуатации АЭС с ВВЭР.

Внедрение работы. Результаты исследований использованы в опытном зтрукторском бюро "Гидропресс" при принятии решений, связанных с зпечением надежности эксплуатируемых и вновь вводимых блоков АЭС с

з

Апробация работы. Материалы работы содержатся в научно-техничес-отчетах и обсуждались на Научно-технических советах ОКБ "Гидроп-:", докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории исследова-напряжений Отдела механики деформирования и разрушения Государство научно-исследовательского института машиноведения им. академи-1.А. Благонравова Российской Академии наук. Результаты выполненных 1едований докладывались на конференциях "Тензометрия - ЬЗ" (г. Сверок, 19оЗ) и "Проблемы оптимизации и надежности в строительной ме-ше" (г. Вильнюс, 19сю), а также экспонировались на отраслевую вы-жу в г. Обнинске (19с*а).

Публикации. По основным результатам выполненных исследований опуб-тано 12 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклю-м, библиографии, включающей 62 наименования и приложений. Общий м диссертации составляет 145 страниц машинописного текста, 14 таб-

25 рисунков. СОДЕЯКАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении подчеркивается актуальность решаемых в работе задач проектирования и эксплуатации корпусов и трубопроводов оборудова-АЭС с ВВЭР, дана аннотация основного материала диссертации. В первой главе рассмотрены особенности геометрии тройников и экс- | тационных воздействий в условиях АЭС, сделан обзор развития мето-определения напряженно-деформированных состояний и выполнен пред- | тельный анализ сходимости экспериментальных данных и результатов ' ета, на основе чего намечены наиболее актуальные вопросы эмпири-ого изучения тройников и сформулированы методологические принципы едований.

Наличие зон конструктивной неоднородности, неосесимметричность и ственно пространственное распределение напряжений в области сопря-ч оболочек тройника значительно ограничивают применение расчетно-зтических методов. Имеющие широкую перспективу численные методы 1ия в настоящее время не получили ещё всестороннего эксперимен-ного подтверждения. Тем не менее,'разработка и совершенствование ?ственных нормативных методик, используемых в проектировании тру-

о

бопроводов энергетического оборудования, в течение длительного вре» велись преимущественно на базе аналитических и численных методов (Б.Б.Зверьков, Д.Л.Костовецкий, Ю.А.Куликов, И.В.Стасенко, А.М.Беле стоцкий, В.Ь.Головин, Б.В.Фрадкин и др.).

Несмотря на значительный объем экспериментальной информации о напряженном состоянии тройников, имеющийся в стране и за рубежом, : данные в целом не носили систематизированного характера. Известны 1 используются в зарубежных стандартах (нормы Американского общества инженеров-механиков, Британский стандарт и др.) эмпирические форму; для расчета концентрации напряжений в тройниках, полученные в разш годы М.Фессдером,' Б.Левеном, Х.Иани и др., однако, на весьма ограш ченном экспериментальном материале и потому имеющие весьма высокую погрешность расчета (более 30%). В отечественной практике за после; десятилетие наметился системный подход в исследованиях тройников (1 ным образом, в НИКИЭТ и в ОКБ "Гидропресс"), что позволило получит! некоторые обобщения эмпирических данных для "Норм расчета на прочность..." ПНАЭ-Г-7-002-об (С.Е.Бугаенко, Т.А.Глазкова, А.В.Казачки] др.). Существенным моментом в исследованиях, проводимых указанными конструкторскими организациями, является применение математической ории эксперимента (МГЭ), позволяющей наметить стратегию и оптимизи. вать объем исследований, исходя из конечной цели и существующих эк-комических ограничений.

Целью диссертационной работы является экспериментальное иссле, вание, обобщение и систематизация эмпирических данных и разработка базе систематизированных данных) инженерного метода расчета напряж^ ных состояний тройников при действии пространственных квазистатичв' нагрузок для практического применения в проектировании и расчетах 1 ности корпусов и трубопроводов энергетического оборудования.

.значительные достижения ЛГЭ, весомый вклад в разработку котор внесли Р.Фишер, Дж.Бокс, В.В.Налимов и др., ранее были отмечены в ких областях, как химия, металлургия, транспорт. Фактически же ИГЭ *ет быть развита в соответствующих аспектах и применена к достаток широком^ классу изучаемых объектов. Поэтому актуальными, с практич кой и научно/, точек зрения, являются разработка и применение метод гии указанной теории в исследованиях типовых элементов энергетичес оборудования, в том числе тройниковых соединений.

Известно, что упругое напряженное состояние конструкций опред ется их геометрией и действующими нагрузками. Представим тройник к некоторыЛ математический объект Т, характеризуемый совокупностью г метрических признаков С- I,..., О ), а также введем переменные кторы нагрузок ? = и характеристик напряженного состояния б =

эгда, пользуясь понятиями обобщенной динамической системы, получим иедующую формулировку задачи с параметрами оптимизации для иссле-

уемого объекта Т: 1

.....—5 (1)

В райках постановки (I) объективно существующую (но неизвестную неподдающуюся точному теоретическому описанию) закономерную связь »жду векторами "входа" (Р) и "выхода" (<5) необходимо адекватно опи-1ть эмпирическими формулами, содержащими геометрические параметры

Наиболее важный методологический аспект решения задачи (I) сос-эит в рассмотрении напряженного состояния тройника Т как многофактор-5го явления, которое не может быть изучено посредством пассивных >рм ведения эксперимента (таких, как: однофакторный подход, простое мсание наблюдений и т.д.). Отсвда следует необходимость разработки применения специального плана эксперимента на основе классификации 5ъекта Т по факторам.

С достаточной для практических целей точностью геометрия сварных, гампованных и цельнотянутых тройников, образуемых цилиндрической 5олочкой с ортогональным радиальным патрубком, может быть описана ¡стью основными линейными величинами: , Н, Л, К и х (рис.1), [утренние диаметры £н сС назначаются, как правило, из условий работе объема и расхода транспортируемой среды, а также с учетом гео-•трии поковок и труб, выпускаемых промышленностью. Выбор толщин сте-1К Н и Л в основном обусловлен требованиями прочности и, в некото-сх случаях, требованиями минимизации весогабаритных характеристик, ¡хнологические радиусы Кит характеризуют плавность сопряжения обо-1чек по наружной и внутренней поверхностям в продольной плоскости [мметрии тройника. Как показал анализ геометрии тройников, применяла в трубопроводах РУ ВВЭР-1000 к РУ ВВЭР-440, значения технологи-ских радиусов Я'и т', находящихся в поперечной плоскости симметрии, погрешностью не более О!? аппроксимируются функциями радиусов й, 1 и отношений диаметров оболочек, а потоцу не являются самостоятельными кторами.

В нормативной литературе основными геометрическими факторами пряженного состояния тройника рассматриваются величины диаметров и лщин стенок оболочек. Такой подход лишь частично согласуется с из-стньгми экспериментальными данными. Эксперименты, описанные в рабо-х Н.И. Пригоровскогэ и С.Е.Бугаенко, показали, что при действии в ойниках нагрузок, характерных для условиР эксплуатации ВВЭР, влкя-е величины2действительно мало. Однако весьма заметное влияние на пряженное состояние может оказывать величина радиуса Е наружной лтели, в связи с чем в диссертационной работе за основные исследу-ые геометрические факторы напряженного состояния тройников приняты

ть линейных размеров: 3) Н,Л и Е. Соответственно параметрами

иейных величин.

Для большинства тройников, применяемых в энергетическом оборуд вании, основными расчетными нагрузками являются: внутреннее давлени теплоносителя и усилия от собственного веса трубопроводов; цикличес кие механические нагрузки от температурной самокомпенсации трубопро водов, а также от смещений опорных конструкций и от монтажных растя жек. Вышеуказанные воздействия могут быть в общем случае сведены к сомоуравновешенным системам механических нагрузок £, куда входят: внутреннее давление и полная пространственная система усилий и моментов. Учитывая, что в циркуляционных трубопроводах реакторных уст новок типа ВВЭ? перерезывающие усилия, как правило, не вносят вклад в напряженное состояние тройников, в рамках исследований задачи (I) рассмотрены девять способов нагружения силовых факторов £(к=1,2,.. рис Л. Указанные варианты присущи инженерным схемам, обычно употреб яяемым при расчетах пространственных систем трубопроводов и включас действие следующих факторов: давления , осевых усилий Чи , из гибающих и крутящих моментов £ ♦ действующих на оболочку

и на патрубок. Перерезывающие усилия входят в указанные схемы в качестве реактивных силовых факторов, уравновешивающих основную нагр> КУ (например, в случае действия на патрубок тройника осевого усилия

Другой методологический аспект решения задачи (I) заключается описании напряженного состояния тройника посредством совокупности ь зависимых характеристик 1,2,..., /.), каждая из которых коли-

чественно описывает ту или иную особенность работы различных зон кь струкцми (например, концентрация напряжений на наружной или на вну1

иней поверхностях, распределение местных мембранных и изгибньсх пряжений в каждой из двух плоскостей симметрии тройника и т.д.). ссмотрение характеристик в их полной совокупности даёт наиболее ъективнуг и подробную картину напряженного состояния тройника. Ак-альность принятого здесь "детализирующего" подхода диктуется тем, о в зависимости от действующих силовых факторов соответствующие ны локализации максимальных напряжений в тройниках могут существен-различаться. Таким образом, в случае суперпозиции нагрузок в юйнике заранее невозможно предсказать зону действия максимальных ЧУ льтирующих напряжений. Соответственно, весьма значительные труд-сти представляет точное определение результирующих величин напря-ний и анализ прочности конструкций. С этой точки зрения, нельзя гласиться с подходом, принятым в вышеупомянутых зарубежных кнженер-х кодах, согласно котороцу при суперпозиции нагрузок напряжения в ойниках определяются алгебраическим или среднеквадратическим сум-рованием максимальных напряжений, возникающих (заведомо в различ-х точках конструкции) от каждого силового фактора. Решение данной юблемы проведено в диссертационной работе путем абстрактной "дегазации" тройника на характерные зоны, рис. 2. Выделены восемь харак-рных точек 1+« и восемь сечений 9+16, расположенных в двух плоскос-х симметрии тройника. Точки 1+Ь находятся на линии сопряжения обо-чки и патрубка, т.е. в зонах концентрации напряжений. Сечения 9+16 оходят по толщине стенок конструкции. Здесь рассматривается объеме распределение напряжений, соответствующее двум различным состояли: местному изгибу СГи и местному растяжению (сжатию) СГ". Тензо-

|У

ры напряжений в каждой точке и в каждом сечении тройника характери зуются тремя главными компонентами, ориентированными в кольцевом (в), меридиональном U) и радиальном (Г) направлениях по отношению основной оболочке. Таким образом, с учетом числа компонент напряже ний в точках I+tí (üx3=24) и в сечениях 9+16 (ЬхЗ=24 компоненты мес ных мембранных и 0x3=24 местных изгибных) суммарное количество рас сматриваемых компонент (5^ при действии силового фактора составляв L = 72.

Третий методологический принцип состоит в рассмотрении напряженного состояния как закономерного явления, реализухицего^на практ ке во взаимодействии с универсальной случайностью. В исследованиях разработан и реализован подход, корректным образом оценивающий и ы нимизирущий ту неопределенность, которая всегда имеет место в экс периыенге из-за действия неконтролируемых и случайных факторов. В частности, посредством постановки рандомизированных (случайных) па раллельных опытов на моделях тройников и путем статистического ана лиза определены величины дисперсий воспроизводимости результатов s перимента и оценена их методическая погрешность, что значительно п высило представительность исследований в целом. При этом осуществл ны мероприятия по снижению внутрилабораторной погрешности исследоЕ ний за счет, прежде всего, оптимизации величин нагрузок, создаваемых в моделях из низкомодульного материала, из условий четкости ин терференционных картин полос и ограничений на величину деформаций модели, а также за счет достижения минимальной неоднородности опти ко-механических свойств в объемах блоков под исследуемые модели.

С использованием принципа суперпозиции упругих решений, алгоритм решения задачи (I) сведен к эмпирическому изучению зависимое! коэффициентов интенсификации напряжений " , как отношений хараи гериегкк 0¿" к величине соответствующего номинального^напряжения С'ном лр1 действии не тройник силового фактора FK (lf¿'=С^'/б^). При этом результирующее напряженное состояние предетавимо в виде:

Н,^"" Ш- .....к «

Оценены технико-экономические показатели исследований и пути снижения затрат. Общее количество коэффициентов интенсификации

(¿-I,2,...,¿; к«1,2,...,К), подлежащих определению в (2), cocí дяет 9*72 « 64d. С учетом, что радиальные компоненты объемног напряженного состояния в каждой характерной точке и в каждом сече1 определены априорно, оставшееся количество неизвестных коэффициентов составляет »640=432. Учитывая далее условия симметрии либо антисимметрии нагрузок, окончательное число искомых независимых компонент У5 равно 432=210. Соответственно, общи.Ч объем бат

гериментальных данных оценивается по меньшей мере в 216*32=6912 ¡к, где 32 - минимальное количество типоразмеров, исследуемых при :твии силового фактора £ согласно принятых схем планирования, [чество типоразмеров тройников, исследуемых по всей совокупности >ужений £ (к=1,2,...,9), составляет не менее 32'9 = 2Ьо. В целях «щения трудозатрат разработана и- реализована методика комбиниро-ых моделей. Потребовалось также рациональное сочетание метода ораживания", при использовании которого модели не могут быть вос-овлены, и метода тензометрирования, позволяющего последовательно ить одну и ту же модель при действии различных силовых факторов. Во второй главе рассмотрены методические вопросы планирования еримента и моделирования. Целью применения метода математического ирования являлась рациональная (с учетом технико-экономических ожностей) организация экспериментального изучения многофакторных симостей напряженного состояния тройников.

Известно, что функция многих переменных может изменяться по каж-переменной с различным градиентом, вследствие чего соответствую-переменные могут быть условно разделены на значимые и незначимые, е разделение достигается, например, посредством ввода надлежаще-равнительного критерия. Поэтому для изучения зависимостей коэффи-тов интенсификации « первоначально необходи-

аявить, как минимум, четыре значимых независимых безразмерных гтрических параметра. Актуальность решения данного вопроса дик-;я тем, что в технической литературе существует немало примеров, ) "необусловленный" выбор параметров приводил к чрезмерно грозим эмпирическим формулам, к тому же слабо отражающим физическую зсть изучаемых явлений и потому редко используемым на практике, «енением автоматизированных процедур многофакторного анализа •риментальных данных, полученных по зарубежным и отечественным ж числе, выполненных диссертантом) работам, установлено, что сог-) признакам наибольшей корреляции значимыми параметрами искомых ;имостей являются соотношения у (или и Указанные

уе соотношения в итоге приняты основными параметрами планирования даваний, рассматриваемых в Диссертации. Анализ геометрии трой-I, применяемых в оборудовании АЭС с ВВЭР показал, что характерные [зоны изменения параметров конструкций описываются следующими ¡еиствами:

>«|-*0,2; 0,04^1; 0,044^1,5 (3)

I), в частности, следует, что исследуемые диапазоны параметров ¡рования включают геометрию тонкостенных —0,025) и толсто-:ых С^- —* 0,2) оболочек, равнопроходкых (-^р —»■ I) и существен-равнопроходных (^ —0,04) конструкций тройников.

Точность ы представительность эмпирических формул, опнсывающ выборки данных, во многой зависят ог количественных и качественны} параметров таких выборок. Исходя из этого, в исследованиях примене смешанные планы, сочетающие полный факторный эксперимент с "лс тинским квадратом" четвертого порядка и содержащие, как минимум, . различных типоразмера, исследуемых по каждому из силовых факторов в геометрическом пространстве (3). Подобные схемы весьма "skohomhv кы" по сравнению, например, с полнофакторными планами З4 и 44, для реализации которых потребовалось бы выполнить исследования соотве! стеенно на ül м 256 типоразмерах. В то же время, по сравнению с ш ком полного четырехфакторного эксперимент* 2^ принятые смешанные схемы обладают более выраженными свойствами рогатабельносги, поскок IV варьирование геометрии осуществляется как по граничным, так и г внутренним точкам, равномерно разнесенным в пространстве (3). Важь также, что реализация смешанных схем не ограничивает выбор соотве! ствуицей структуры интерполяционных формул. В отличие, например, с полнофакторных планов 2 и з'*, допускающих соответственно построен линейных и квадратичных планов, принятые смешанные схемы допускают интерполяцию экспериментальных данных полиномами 5-го порядка вклг чительно по каждой из варьируемых переменных -0, jj-.

Одним из эффективных способов, который реализован для сокраще ния затрат в условиях большого объема исследований однотипных коне рукций, является их комбинирование, т.е. использование моделей, со четаацих группы патрубков, располагаемых на основной оболочке при одновременном их нагружении по методу "замораживания". Методика ко бинирования основывалась на расчетах пространственных стержневых систем с учетом жесткостных характеристик оболочек и эффектов Сен-Венана (эффектов влияния краевых сил) и предварительно проходила тщательную экспериментальную отработку для исключения взаимного вл яния исследуемых тройников. Параллельно, в связи с особенностями технологии изготовления моделей, был намечен и реализован комплекс мероприятий по снижению внутрилаборагорной погрешности методики (с билизация оптико-механических свойств как внутри блоков, как и меж ду отдельными блоками оптически чувствительного материала моделей) В результате применения методики Фактическое число исследуемых ком бинированных моделей составило 105, в го время как расчетное минимально необходимое количество одиночных врезок, изучаемых в рамках метода планирования, составляло 9"32=2üo. При этом погрешность исследований на комбинированных моделях находится в пределах погрешности поляризационно-оптического метода (до 10%).

В связи с экспериментальным изучением и классификацией напряженно состояний тройников по внешним механическим воздействиям не

ходим детальный анализ эмпирических условий нагружения моделей в поставлении с применяемыми на практике схемами расчета пространст-чных трубопроводных систем. Такой анализ должен в дальнейшем иск-чать различную интерпретацию экспериментальных данных, полученных диссертационной работе. Предпосылки для различной трактовки резуль-гов эксперимента имели место в ряде зарубежных работ из-за непол-го учета всех реактивных факторов. С таких позиций, особое внима-з быжо уделено моделированию граничных условий в равнопроходных (и 4ти равнопроходных) тройниках, для которых характерна соизмеримость ладов, вносимых в напряженное состояние внешними нагрузками и ре~ гивными силовыми факторами. Методически проработаны так называемые, иьтернативные" схемы нагружения равнопроходных тройников изгибающи-и крутящим моментами со стороны патрубка (силовые факторы £), пример которых дан на рис. 3. В результате за основу приняты шрически обоснованные и весьма экономичные консольные схемы сов-зтного нагружения оболочки и патрубка; при этом граничные условия зтветствуют типовым схемам расчета усилий в пространственных сис-*ах трубопроводов АЭС и исключают возможность различной трактовки 1ряженных состояний, определяемых из эксперимента.

Рис. 3

В третьей главе рассмотрены методика и математические средства «рений объемных напряженных состояний, выполнен статистический лиз воспроизводимости результатов исследований и определена внут-абораторная погрешность методики эксперимента.

К решению задачи "детализаций наприенных состояний автором предложен еализован подход, состоящий в определения фотоупругжм методом по дому из исследуемых сечений тройника (рис.2) сначала чисто мемб-ных, среднеинтегральных составляющих - толщина

нки в рассматриваемом сечении, ¿ОТ - разность главных напряжений просвечиваемом срезе). Затем, после вычитания среднеинтегральных ичин из фактических эпюр напряжений, в предположении линейности ока изменения изгибных напряжений по толщине стенки и с учетом утствия концентрации напряжений на внутренней поверхности оболоч-(в характерных сечениях), выделяются чисто изгибные составляющие

напряжений ЛСи. Интегрирование эпюр напряжений выполнено на компь.

JAMjHbl

тере графоаналитическим способом (посредствоСПТЙХодных эпюр соотве ющими кусочно-линейными ф/нкциями с последующим суммированием площ дей трапеций). Количество интервалов разбиения каждой кривой прини] лось равным не менее 30, что при использовании полярископа 050 с Ii кратным увеличением исследуемых срезов обеспечивало требуемую точн обработки эпюр ( погрешность не более 1%). Описанные выше операции разделения мембранных и иэгибных составляющих напряжений, равно ка процедура определения градиента первого главного напряжения в объе! ной задаче, требуют достоверной информации о распределении напряже! по всему сечению модели и, в том числе, в зонах, где технически сл но выполнить прямые измерения (например, вблизи контура оптической модели, где могут иметь место краевые эффекты времени). Сложность прямых измерений на поверхностях тройников усугубляется тем, что w следуемые зоны характеризуются высокими градиентами напряжений. Ре комендуемые в ряде работ подходы к обработке измерений, основанные решениях трехмерной задачи теории упругости, хотя н надежны, но тр буют больших затрат машинного времени и в инженерной практике прим няются относительно редко. Широко используемые приёмы графической экстраполяции удобны, однако могут приводить к значительным погреШ' ностям вследствие во многом субъективной интерпретации исследуемых закономерностей. Идея предложенной в диссертации методики состоит : представлении компонент напряжений, действующих в плоскости среза, асимптотическими рядами, содержащими неизвестные комплексные коэфф: циенты при функциях, зависящих только от геометрии исследуемой обЛ1 ти градиентов и от координат точек измерений.

С использованием известных выражений Г.В.Колосова-Н.И.Цусхелш вили для нормальных (СГ.,*^) и касательной (íia) компонент напряжен! через разрешающую функцию напряжений U , а также посредством конформного отображения 2 = /(vi) области 2 = 2 (х,у) на комплексна полуплоскость "иГ=и* ti¡№¡)) и с учетом преобразований координат, noi ле разложений аналитических функций в ряды Тейлора в окрестности г ки ЪХ - 0 получено: и .

б, ♦ С?у = fckt jf--.(5> И') ; <•

Txy = 3m{A); и (I

а . л- ш +<£ W]

i(u')L ( i' Ы))г J

Формулы (4)+(7) описывают закономерность изменения сумм и раз тер нормальных напряжение в исследуемой области градиентов в завис мэзти от геометрии её контура 2 - Н(х,у). Ь диссертации рассмотр

ряд примеров практического применения формул к исследованию типовых зон с концентрацией напряжений при условиях, когда в изучаемых областях отсутствуют сосредоточенные нагрузки.

С целью определения диапазонов применимости и точности асимптотических форцул, методика апробирована автором на задачах, имеющих теоретическое решение. Методом фотоупругосги на плоских "замораживаемых" моделях пластин с круговыми и краевыми полукруговыми вырезами при одноосном растяжении исследованы распределения напряжений в зонах градиентов; с применением автоматизированной обработки данных по изложенной выше методике получены значения коэффициентов концентрации, отличающиеся не более, чем на от соответствующих теоретических значений. При этом в каждой из рассмотренных задач потребовалось провести фотоупругие измерения не более, чем в 15 равноотстоящих точках, находящихся в приконтурной области на расстояниях /-таких, что 1,5t53 - ¿¡- 2R, считая от контура (сГ, - характерная глубина оптического краевого эффекта в модели, R - радиус выреза в модели). Применительно к тройниковым соединениям методика асимптотических разложений использована для определения максимальных напряжений и их градиентов на контуре отверстия под патрубок. При этом, учитывая объемный характер напряженного состояния, в процессе измерений изучены условия, для которых с использованием методики достигается минимальная погрешность исследований. На основании анализа измерений, выполненных для 35 различных типоразмеров тройников (включая равно-проходные и существенно неравнопроходные, толстостенные и тонкостенные конструкции), установлено, что максимальная точность исследований кольцевого напряжения на контуре отверстия под патрубок обеспечивается с использованием соотношения (7) для измерений в диапазоне ci, £ (погрешность результатов экстраполяции при этом состав-

ляет не более 0,5%).

Одно из ключевых значений при обобщении и систематизации экспериментальных данных имеет информация об ошибке воспроизводимости исследований. Для решения этой задачи автором разработана и реализована программа, включающая пхтановку рандомизированных опытов; определение внутрилабораторной воспроизводимости данных о напряженном состоянии тройников, исследовавшихся в диссертационной работе; определение дисперсий рассеяния экспериментальных данных, полученных другими авторами; установление критериев адекватности эмпирических форцул и их оптимизации. Параллельные опыты выполнены на 60 моделях( тройников, в том числе о моделей по своей геометрии соответствовали ранее исследовавшимися у других авторов, а 54 «одели представляли собой кратно воспроизводимое типоразмеры с различной геометрией и исследовались вперьые. На основе параллельных опытов установлены

междулабораторная и внутрилабораторная дисперсии воспроизводимости , значений коэффициента концентрации.

Четвертая глава содержит описание выявленных в ходе эксперимента закономерностей напряженного состояния, а также результчты обобщения и систематизации экспериментальных данных, на основе которых | разработан инженерный метод расчета тройников на действие простран-стгенных систем квазистатических нагрузок. •

Основные закономерности напряженного состояния тройников, уста- | новленные в настоящей работе и частично отмечавшиеся ранее у других 1 авторов, в следующем. В зависимости от силового фактора зоны локали- ! зации максимальных напряжений могут существенно различаться: как по поверхностям сопряжения, так и по плоскостям симметрии тройника. При ; действии внутреннего давления % и сосредоточенных нагрузок на основной оболочке (£, ^ 1, максимумы напряжений достигаются на внутрен-неР, а при действии силовых факторов на патрубок - на наружной по- ) верхности тройника. Силовым факторам % и % соответствует локализация максимумов напряжений в поперечной, а силовым факторам/"« - в продольной плоскости симметрии тройника. Специально выполненный анализ напряжений, действующих на наружной и внутренней границах сопряжения оболочек, показал, что для равнопроходных и существенно нерав- , нопрэходных тройников, принадлежащих диапазону геометрии (3), наибо- ! лее опасными являются сечения в двух плоскостях симметрии независимо от соотношений величин и направлений силовых факторов ♦ Р. Таким образом, при суперпозиции силовых факторов нагруженность тройников с геометрией в диапазонах (3) определяется уровнями напряжений в точках | и сечениях 94-16, принадлежащих плоскостям симметрии конструкций ! (рис.2). Этот вывод подвергался тщательной проверке ввиду наличия I априорных знаний, что для осесимметричных конструкций (патрубок на | сфере или на плоскости) или близких к ним тройников, таких что ^ * | £ 0,025 ине входящих в исследуемые диапазоны (3), зона локализации | максимальных напряжений, как правило, совпадает с плоскостью действия главного вектора изгибающих моментов, приложенных к патрубку. | При действии одних и тех же видов нагрузок на существенно нерав- ] нопроходный тройник интенсификация напряжений во втором случае происходит в значительно большей степени, чем в первом. При этом существенно высокие значения коэффициентов концентрации и интенсификации напряжений отмечаются в равнопроходных конструкциях как при действии силовых факторов на патрубок так и на обол очку (£+££"). С

уменьшением же степени равнопроходности (т.е. при убывании параметра — ) происходит монотонное снижение величин коэффициентов интенсификации для нагрузок, действующих на оболочку, в то время как значения кгэ^ицкентов для нагрузок на патрубок изменяются немонотонно, достигав максимумов при ^ = 0,6+0,8 и затем убывая. Другая особенность равнопроходных тройникзв состоит в том, что при определенных

видах нагрузок или их соотношениях максимальные напряжения могут локализоваться не на линии сопряжения оболочек, а на некотором расстоянии от неё по патрубку. Это, в частности, характерно для силовьзс факторов £ + действующих на оболочку. В свою очередь, отмечаемые отклонения максимально нагруженных зон не являются значительными как по расстоянию (не более размера h ), так и по уровню нагру-женности (различие не превышает 3% от максимальных величин напряжений). Поэтому нагруженность равнопроходных тройников определяется, как и для неравнопроходных, напряженными состояниями в зоне сопряжения оболочек.

Актуален для практики анализ подкрепляющий роли патрубка. Имеющиеся экспериментальные данные, в том числе полученные в диссертационной работе, показывают, что роль патрубка и его осйовные размеры (толщина и диаметр) проявляется по-разному в зависимости от геометрии и действующих нагрузок. 1

Отмеченные выше закономерности интенсификации напряжений в тройниках описаны эмпирическими формулами, совокупность которых составляет основу разработанного в диссертации инженерного метода. При построении формул проведена параллельная отработка на ПЭШ значительной совокупности регрессионных уравнений с выбором наиболее приемлемых (по ряду критериев, рассматриваемых в данном случае как оптимизационные). С помощью критерия значимости отыскивались незначимые (шумовые) коэффициенты, которые в статистическом смысле не влияют на точность аппроксимации данных. После отбрасывания незначимых коэффициентов вид формул существенно мог быть упрощен. Статистический критерий адекватности устанавливался на основе F- критерия сравнения остаточных дисперсий аппроксимации и известной дисперсии воспроизводимости S . Наряду со статистическими критериями рассматривались также следующие два требования. Первое заключалось в номографируемости формул и, таким образом, направлено на удобство их использования в инженерной практике. Второе требование состояло в том, чтобы точность получаемых формул была выше, чем точность известных аналогов.

Реализация вышеуказанных критериев позволила получить систецу компактных, адекватных эмпирических формул для расчета коэффициентов концентрации и интенсификации напряжений в тройниках при раздельном действии силовых факторов £ (к=1,...,9). Анализ, выполненный в диссертации и в ряде публикаций авторч, показал, что полученные эмпирические формулы обладают более высокой точностью по сравнению с зарубежными аналогами. Основой для этого является использование диссертантом объективно более широкой экспериментальной информации, а также применение теории эксперимента. Примеры полученных в диссертации

Id

форцул и их аналогов даны в таблице 2. Номограмма для определения коэффициента концентрации в тройниках с внутренним давлением, построенная в соответствии с форцулой (8) (см.табл.2), дана на рис. 4.

Полученные форцулы и номограммы в исследуемых диапазонах (3) имеют среднеквадратическую погрешность аппроксимации, соизмеримую с погрешностью экспериментальных методов (до IQ5G), и удовлетворительно согласуются с известными теоретическими решениями. Так, для бесконечной пластины с круговым отверстием при двухосном (с компонентами Си0„ и 2'6ИМ) и одноосном растяжении значения коэффициента концентрации на контуре отверстия составляют соответственно 2,5 и 3. Из эмпирических форцул (а) и (9), соответственно для случаев нагружения тропиков внутренним давлением и осевым усилием на основной оболочке, при устремлении диаметра и толщины патрубка к нулю (с£Л —0, так что

-0 —*■ 0) расчетные значения коэффициентов концентрации составят 2,5 и 3,2, что близко к теоретическим.

Разработанный на базе систематизированных экспериментальных данных инженерный метод расчета тройников включает определение компонент объемного напряженного состояния в характерных точках I+d и сечениях 9+16 по принципу линейной суперпозиции силовых факторов £(к=1,...,9), а также определение градиента максимального напряжения, интенсивности напряжений и оценку глубины зоны начальной текучести. После определения результирующих тензоров напряжений в каждой характерной точке и в сечениях выполняется анализ прочности тройника.

В некоторых случаях, когда один или два силовых фактора заметно преобладают над остальными, анализ напряженного состояния тройника может быть выполнен без привлечения ЭВМ. Для более общих случаев нагружения, вышеописанный алгоритм реализован в виде программы "TQOJtf" к ПЭШ 1Ш PC XT/AT, написанной на языке FOR.TRА Л/.

В пятой главе с целью расширения возможностей предложенного метода и программы выполнены исследования градиента первого главного напряжения и полученные результаты обобщены в виде эмпирических форцул. Проанализированы и получены обобщенные критерии начальной текучести, проведено их сопоставление с зарубежными нормативными аналогами. На основе систематизированных эмпирических данных и их обобщений проведена классификация тройников по нагруженности и даны рекомендации по выбору геометрии.

Используемая при расчетах на многоцикловую усталость, величина относительного градиента § = - &~'c[ri пеРвого главного напряжения

in - нормаль к поверхности концентратора) может быть определена теоретическим путем лишь в простейших случаях, когда полностью удается

Таблица 2

Примеры формул, полученных в диссертационно!» работе Формулы-аналоги из зарубежной литературы Автор

Внутреннее давление % ^-¿¿ЩОбб$ ^ -<^-0,02$^ -0,0050% ( ь) Х.Мани

Дж.Декокк

исевое усилив на оболочку я 0 - 6,2£ (9) Аналоги отсутствуют -

описать распределение напршений ь аоне концентрации (например, в спу- 1 чае кругового отверстия, в бесконечной пластине при одноосном растяжении). Б общем случае плоского и, тем более, объемного распределения напр.чжени.: величина градиента точно может быть определена только экспериментальными методами.

Б форме, приемлемо? с точки зрения трехмерно" фзтоупругости, выражение для относительного градиента д предложено Н.И.Пригоровским и О.А.Хамайко и имеет.вид:

С - - 1-. - 4г- (10)

В (10), наряду с нормированной величиной градиента разности глав- , них напряжении, входят значения радиусов кривизны поверхности £ и , а также главных напряжений О", и ^ в исследуемой точке. На фотогра- -*ии среза из модели тройника (рис. 5) отчетливо видно, что максимальный, градиент первого главного напряжения О? имеет место в зоне наиболее ' интенсивного сгущения интер,еренционнь!х полос в направлении нормали п . ; В диссертации подробно моложены методика измерений градиента и рез^ль- :

Обобщение результатов в виде эмпирических формул проведено мето- | дами многофакторного регрессионного анализа на ПЭВМ с использованием | след/юще;": типовой структур;»' аппроксимирующих уравнений: |

£>ас чг К Л? (II)

Е (II) реализован принцип разделения размерно" и безразмерно!5 переменных: значение градиента представляется в виде произве-

>.ени-- ^нкции У , имеющей первую отрицательною степень линейною ; ра ¡мера тройника (т.е. размерность относительною градиента), г. неко- |

торой безразмерна? функции Т , также зависящей от геометрии, гро/.ника. Выбор функции осуществляется из априорных знаний либо с Помощи специальных исследований. Например, ь случае внутреннего давления, пункция ^ (¿.~£') принята равной градиенту максимального напряжения, действующего на контуре отверстия диаметра & б бесконечной дьуосно растянутой пластине с компонентами номинальных напряжения 0мСп и 6^/2 при учете, что внутри отверстия действует давление . Относительный .радиент для этой задачи определяется аналитически и составляет приближенно так что принято-. ^ {¿¿) = С учетом стр^кт^рь: (II) и описанного принципа построения функций /(Л*-'), посредством ре. рес-сионного анализа на ПЗШ получены эмпирические *орыули для безразмерных пункций, У (¿.у, для каждого вида нагружения тройников. Ь диссертации показано, что эмпирические рорлулы для определения градиента р имеют среднеквадрати ШуЬ погрешность аппроксимации экспериментальных данных в диапазонах (3) не более \Ш, и могуТ быть рекомендованы для практического применения в инженерных расчетах.

В силу существенно неоднородного распределения напряжени» в тройнике, текучесть появляется не одновременно во всей зоне сопряжения оболочек, но первоначально в локальных зонах, местонахождение и глубина которых могут быть определены из упругого расчета напряжени4 и по величинам градиентов напряжений. Для определения возможных зон начально? текучести, в программе "ТЦОЦМ" предусмотрено вычисление (по каж-до? из восьми характерных точек) интенсивности напряжений С; , опреде-' ляемой по критериям Губер-Мизеса и Треска, и сравнение пол., ченных значений с величиной предела текучести материала конструкции. Дл- равно-проходных и равьостенных тройников, характеризующихся особо ьыгокой концентрацией напряжений, в диссертации выведены (посредством подстановки соотношений — = = I в соответствующие эмпирические гормуЛы предложенного метода) обобщенные критерии начальной текучести. Представляется актуальным сравнение полученных критериев с аналогами из британского стандарта В2.о05, поскольку в зарубежной литературе уделяется значительное внимание анализу у словил начально? текучести ь равнопроходных тройниках. На рис. 6 для не:юторы> видов моментш». на.-РуЭОк даны безразмерные фактические ..¡начения интенсивности (критерий

Треска) б"? = полеченные по результатам текзометрирзьания сталь-

О„ .,

них сварных равнопроходно-раьностенных тройникоь. штрих-Пунктиром указаны зависимости согласно британсгоу.. ЁЙ.Ц,н-стирок казаны зависимости, полуденные в диссертации.

Из представленных данных следует, что с увеличением т;н.'.ч>с1енн;г-ти дл- всех рассматриваемых момрнгных нагрузок имеет исст: рост безразмерных •ша-рнк: интенсивное:« О'..

5 10 15 10 Цн 5 10 15 20 Я/ц

- результаты теноометрирэвания сварных троРникэв (критерий Треска)

---зависимости по В5.Ъ0б;--— зависимости по диссертации

Рис. 6

Отмечается удовлетворительная (с отличием не более 17^) сходимости критериев, полученных в диссертации, и результатов тенчометрирэвания для изгибающих моментов £ (продольны? момент на оболочке) и Р (продольный момент на патрубке). В случае крутящих моментов Р( (на оболочке) и Р3 (на патрубке) рекомендуемые в диссертации критерии дают консервативнуЮ оценку (на 10-40^), причем учитывая сложность поведения кон- | струкциР, такой консерватизм следует считать приемлемым. Необходимо отметить, что рекомендуемые по коду В£.о05 критерии, с одно? стороны 1 ¿3'т весьма г онсервативнуЮ оденк., (на 404-75'?) по и »гибаклим моментам и £ , ас другэР стороны, в' значительно? степени недооценивают концентра дик напрглениР при действия круТ^дах моментов и Р.

Выполнены исследования на объемной модели (1:6) и проанализирована точн-'отэ разработанных критериев применительно к комбинированному нз;р,,жечир тройника Д, 350 на Iлавнок циркуляционном трубопроводе ре-акт 'рчоР установки ВВЭР-1000 Д> о50 внутренним давлением и продольным и/гиоаюаим моментом, приложенным к патрубку. Пока<ано, что для зон

концентрации отличие результатов эксперимента и расчета по программе~ "TROJtf" составляет не более 5», чем пздтверууаетсп надежности п^именр-нил метода на случаи Суперпозиции нагрузок. При варьировании величины изгибаклце. о момента прослежена соотношении нагрузок, соответствующие переходу наиболее нагруженной ¿энк (зоны начально" текучести) с внутренней на наружную поверхность тро"ннка. Показано, -.то ь более общих случаях, когда ни один Ио силовых факторов не преобладает над остальными, единственно приемлемым подходом к выявление зон на-.алоной текучести является реализованный в про.рамме "TROO^/" принцип "параллельных наблюдений" оа каждым и з у юстков, еде имела бы место концентра ;ил напряжении при раздельном нагружении.

По программе "TRD3U" выполнены вариантные расчеты, на основе которых проведена клаосифика;ия обще/ и местной нагруженнэсти тройников по ^акторам геометрии и по силоьим ^¿действиям. Ввиду многообразия типоразмеров, применяемых, в оборудовании АЭС о ВБЭ^, исследуемые диапазоны геометрии (3) раэбивалисо на классы и подклассы, гДе различались ь приоритетном порядке степенв тонкостекности, неравнопроходности, нерав-нопрочности и плавности сопряжения оболочек по наружно? поверхности. Анализ общей и местнор нагруженности основывался на расчете по эмпирическим формулам значений, интенсивности напряжений ff. , максимальных напряжений , относительного градиента первого .лавного напряжение

j , категорий напряжений. ( 6" )ft (ОГ)^и (<3")ejf, ре/ламентируемых "Нормами расчета на прлность оборудования и трубопроводов АЭо?" Пг1АЭ-Г-002-зэ. Ь рамках критериев статической прочности длг нормальных условий эксплуатации (НУЭ) рассмотрены расчетные случаи, когда коэффициент .а-паса достигает I как миним,м для одной из ipynn напряжений (СГ), (G)tK при действии на тройкик кваоистатических нагрузок , ,..., (•. При этом вычислялись безрашерные характеристикиJi^ и Sr ^ характеризующие соответственно степено превышения интенсивности уСЛоВ-но-уПру/их напряжений. предела теку iecTii и относительною Глубину расп- ! ространения области натльной текучести п> толщине конструкции Л,. I

Расчеты показали, что при существующих нормативных ограничениях на ! общие мембранные напряжения, в тройниках с различной геометрией значения максимальных условно-упругих напряжений в г)эна>. концентрации MoiyT значительно превышать ьели-ину предела текучести: для внутреннего давления /• - в 1,4+1,9 ра..а; „л-. осевого усилия в оболочке £ - ь 1,2*2,9 раоа; для поперечного и :.мсы./де1 о «„¡лента на патруСке Jf ь 1,5*4,С pai>a; и т.д.

Наиболее сложными и трвСуЮ'-а: кжг„-г.--сно" npopaCoi/и, с оренил прочности, выньте» сг.сг-екг глы т-нк-сгек-

пые равнопрохолнь:е тройники. Такие ■•онгт1-у...;|'.и ьэсома "-.уЬС1ъ.:;ел^нг"

к каждой и.' пространственных механических нагрузок, в связи с !ем их местна-.' нагр/женность не может быть значительно снижена только оа счет мероприятий по трассировке трубопроводов. В свою о(ередь, применение локальных jкреплений (манжет, накладок) может, при заметном снижении уровня напряжений одновременно привести к существенному перераспределению кесткостных характеристик и к изменению полей деформаций по конструкции в целом, что создает дополнительные трудности при расчетах НДС и оценках эффективности таких решений. В диссертации прзанализиро- ; вана эффективность различных конструктивных вариантов укрепления равно-1 проходного тройника; локальных (увеличение толщины стенки б районе ли- 1 нии сопряжения оболочек) и глобальных (увеличение толщин стенок сопря- ,' гаемых оболочек на длине не менее I,6V¿)-H' в каждую сторону ответвле- [ ния, счита = от линии сопряжения). Показаны реальные Цути снижения мест-' ной нагруженности, сочетающие конструктивные решения по укреплению и ' по трассировке трубопроводов и вместе с тем достаточно надежно контролируемые в рамках разработанного метода. Основные результаты работы заключаются в следующем: ;

1. Проанализирован опыт ранее выполненных исследований, на основе ■ чего разработана стратегия эмпирического изучения напряженного состоя- . ния тройников с применением теории планирования; сущность реализован- ¡ Нч-й стратегии состоит в оптимальном (с точки зрения информативности и ¡ экономических ограничений) размещении исследуемых точек в факторном пространстве, в связи с чем соответствующие матрицы регрессионного ана-. лиза хорошо обусловлен^, а результаты систематизации получены с высокой степенью доверительности.

2. Разработана и применена методика фотоупругого анализа составляющих напряжений в тройниках по расчетным группам, учитываемым норматив--ными документами при анализе прочности оборудования АЭС. Поэтому систематизированные экспериментальные данные по напряженному состоянию ; тройников могут быть непосредственно использованы в расчетах прочности._

3. На основе теории функции комплексного переменного разработана Í методика математической обработки и экстраполяции результатов измерений в областях, труднодоступных для прямых измерений (зоны возможных оптических краевых эффектов; участки, недоступные для установки тензо-резистороЕ, и т.д.), что позволило повысить точность исследования напряжений в моделях тройников.

4. Ь .,елях сокращения трудоемкости разработана и реализована ме- Í ■годика комбинированных моделей треников, сс ;етающих группы параллель- ' но изучаемых врэоок разли ¡ной геометрии и при этом удовлетворяющих j тр«>б.,ем!Л'. граничным условиям.

5. Посредством постановки значительного количества рандомизированных параллельных опытов изучены междулзбораторнач и внутрилабораторна^

воспроизводимости эксперимента. При этой намечены и реализован:-: Пути снижения методической погрешности моделирования, в результате чего полученные экспериментальные данные ик«вт высок,!-, точность, а адекватности аппроксимирующих эти данные эмпирических vopMyл достигнута объективными, статистическими методами.

6. Проведены исследования напряженного состояние тро"нккоЕ методами ^отоупру: ости и тензометрирования на объемных моделях при действии кваэистатических нагрузок; пэлучеин':? о-спериментальнке данные, наряду с резулотатами ранее выполненных исследований, обобщены и систематизированы в виде адекватных формул и номограмм, удобних для прак-тигеского применения, а также дополн-жцнх и уточняющих нзрмативнуС документацию (в разделах рас-.ета тро,чников>.

7. Впервые на серии объемных ¡.отоулругих моделей тро^никоЕ исследованы значения 1радиента перво. о . лавного напряжения в юнах концентрации; полученные результаты систематизированы в виде эмпирических ^ормул для определения градиента и глубины зоны начально" текучести в тройниках в зависимости от их геометрии и услови*1 нагружения.

0. На основе систематизированных экспериментальны» данных разработан инженерны" метод расчета условно-упругих напрчж°ни'>, градиентоЕ и облаете" начальной тегу чести в тройниках при дейстЕии пространственных систем квазистати-.еских нагрузок, а "акже разработана и используется для оптимизации конструкци" по условиям прочности соответствующая вычислительная программа " TR01A/ " к ПЭВМ IBM PC/AT. Разработанные метод и программз ке име^от аналогов по объему обобщенно? экспериментальной ингормации и отличаются высоко4 точностью и прогностической способностью, что установлено непосредственно по результатам тен-зометрирования стальных сварных конструкций и по результатам ^отоуп-РуГих исследований тройников при простых и комбинированных нагружения^

Основное содержание диссертации отражено в следующих опубликованных работах.

1. Дран-,енко Б.Н., ПортноЕ Б.Б., Селезнев A.B., Комарова С.Н. ; 1рименение методов планирования при исследовании напряжений в тройни- ' <овых соединениях энер; етичес^ого оборудования АЭС. - Нашиноьедение, [9dö, №5. с. 94-97.

2. Аге"в В.Л., Дранчеч"э Б.Н., ПортноЕ Б.Б., Селезнев А.Б. Иссле-;ование концентрации напряжений е тройникорых соединениях дли опти-»ального проектирования. - Мащиновех^чне, I9o7, JF-3, с. 55-52.

3. Дранченко Б.Н., П :ртн >в Е.Е., Селезнев A.B., Соколов A.C. >просы методологии экспериментальных исследований тройниковкх соеди-?ниР в связи с проектированием оборудования АЭС.- Теплоэнергетика, >90, Ш, с. 60-55.

ч. ,em; j b.n., Комарова ¿.п., flo^tiioi- Б.Е., Селезнев A.d.

mc-лег.»:с UK-ij^jb планироЬалн.; пр.: (юолс'д.л-а."и:и напрлжениР ь тройни.: сое^ипсиия/ 3hcv еткit*CKO"v> o6-pJrtotaHH/-. АЭС. - £ cö. грудоь Ьсес. "Проблем-' оптимизации к наде^ости ь строительной механике", Вильн •«-5 ылпйуп,

о. Г'рг.: орэев Б. А., дранченк^ Б.Ii., ЬарсР H.B., Лнкилеь jJ.A., Хав Ь.Ь., Селезнев A.b. Расчетное и экспернмеиталоное обоснование моотойкоои: ос^доваиил АЭС. - Энергомашиностроение, I9co, Ifo, с.

6. дран-iehK- E.h., Комягин Ь.Ь., Селезнев A.b. Тен.>ометрирова при иссле„оьани/1А сейсмостойкости обор,, доьания АЭС. - С сб. геоиоо локл. jl. Ьоес. конг. "Цет-дк к средства тен>ометрии и их применен/, народном xOorfPw-rbe", Свердлове-?, 6-9 cei.i. 19ö3.

7. Б.Tl., ЛорТ.-i-l £.L. , Селе i.-ic-I A.b., KoMäpoEa C.H. leiiai.'.jj^H.i э-'сг.е^.и^итальн::/, „аян^л n.» i".н.;ентри_,ик напряженн"' ъ

о с ьм., l^criri.a* ^atJi-'-.-.i'.ei/.. - 1епл j3Her: етикь, Iy„

*7. с. ¿.--¿s.

w -мл - E.H. , ilopln-- С.,Lt. , ^¿Лс псЬ к.Ь., КоМароЬЬ С.11.

опги-.еск.'.с напр-икенл? ь трубопроводах с

ье^лн-стпыы/ де.ектамп. - Пройлемы маииноетроения и надежности muil 19»!, kl, с. 5o-ö5.

9. дранченко Б.Н, Портнов Б.Б., Селезнев A.b., Комарова С.Н. работка инженерного метода По автоматизированному расчету напр<шен состог.ьип тройникоБих соединений трубопроводов АЭС. - Проблемы ма». строен»: и надежности mmiih, 19i'j, Ali, с, 64-59.

lw. Драь:--.енко E.H., К .»мар оьа C.ri.. Пономарева B.K., Портнов Е Селе. H't A.b. ¡'л ..упругие ксследс.ьанин и ра.^раблка инженерной меч рас-ip."- г.апр.л.еппй ь KOt.cxpj"i;<i/iö. с погс^.ноотними дефектами,- Пр.

П. Комарова C.ri., Селеокеь A.b., uia:v/.oba d.U. Программной н яе::с длПЭЬ* к расчету напр/легшсостояния тройникоьых соедине нь кь&оистати-.еские воздействия. - Проблемы машиностроения и надел ти ма-.iri, 1993, K-i, с. 69-75.

lt. Cer.fejHet A.B. Применение кон, ормнг* отображений в пол-.ри: ii-..ч о- ,п:пчес-:п> иооледоьан>:..>. ;бласте*; о к-н цен трьторами напряжен!-

л&'Ггра" орг.-., MI, с. ¿4-¿9.

¿к. жл**-