Рассмотрены основные вопросы статической и динамической прочности несущих элементов линейной части магистральных трубопроводов. Приведены перспективные методики прочностного расчета элементов трубопровода. Систематически изложены современные критерии прочности конструктивных материалов. Для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, а также может быть полезна аспирантам и студентам нефтяных вузов по соответствующим специальностям. ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. Основные сведения о магистральных трубопроводах Нагрузки, действующие на их несущие элементы 3 Глава 2. Особенности прочностных расчетов магистральных трубо- проводов 6 Предварительные замечания 6 Расчетные схемы для основных несущих элементов линейной части трубо- проводов 8 Нормативные методики при прочностном проектировании 14 Глава 3. Критерии прочности и пластичности конструкционных ма- териалов 18 Предварительные замечания 18 Ранние теории прочности 20 Энергетические теории прочности 23 Теория предельных состояний Мора и более поздние теории прочности 25 Теории прочности для анизотропных материалов 29 Критерии длительной прочности и разрушения конструкций трубопроводов, связанные с особенностями их нагружения 33 Примеры использования теорий прочности 42 Глава 4. Основные уравнения термоупругости. Осесимметричные упругие деформации неравномерно нагретых тонкостенных оболочек вращения 47 Исходные соотношения термоупругости 47 Исходные соотношения моментной теории осесимметричных деформаций неравномерно нагретых оболочек вращения 52 Осесимметричные деформации неравномерно нагретых цилиндрических оболочек 59 Пример расчета температурных напряжений в стенке трубопровода, сваренного из двух труб с различной толщиной стенки 63 Глава 5. Метод конечных элементов в задачах прочности трубопро- водов 65 Построение матричных алгоритмов решения 65 Исходные предпосылки решения задач прочности методом конечных элементов. Интерполяционные полиномы 77 Формализация метода конечных элементов для расчета напряженно- деформированного состояния осесимметричных оболочек и плоского деформированного состояния тел 83 Реализация метода конечных элементов на ЭВМ 92 Примеры расчета напряженно-деформированного состояния несущих элементов трубопроводов с помощью МКЭ 97 Глава 6. Основные методы расчета на прочность несущих элементов трубопровода как стержневой системы 99 Элементы вариационного исчисления в приложениях к решению технических задач. Математическая постановка задачи 99 Приложение методов вариационного исчисления к задачам прочности сложных стержневых систем 103 Метод начальных параметров в решении задач прочности стержневых систем 109 Изгиб стержней и стержневых систем, заключенных в упругую среду .Балка на упругом основании 117 Продольно-поперечный изгиб стержней. Устойчивость стержня, уложен- ного на сплошном упругом основании 124 Глава 7. Особенности расчета на прочность оболочек из композици онных материалов 132 Композиты как новый конструкционный материал 132 Расчет напряженно-деформированного состояния анизотропных оболо- чек по безмоментной теории 135 Приближенный учет краевых эффектов в цилиндрических оболочках . . 139 Метод конечных элементов в расчетах на прочность анизотропных обо- лочек ......... 143 Глава 8. Расчет на прочность отдельных несущих элементов трубопро- вода, расчетные схемы которых сводятся к оболочкам 148 Напряженно-деформированное состояние рулонированных цилиндриче- ских оболочек 148 Напряженно-деформированное состояние кривых труб 156 Расчет напряженно-деформированного состояния в коническом переходе …..160 Напряженно-деформированное состояние трубопровода при неосесим- метричном нагружении 163 Напряженно-деформированное состояние кольцевых рам 169 Особенности расчета трубопроводов при допущении в них упругопласти- ческих деформаций 171 Ползучесть тонкостенных цилиндрических оболочек 180 Глава 9. Расчет на прочность отдельных несущих элементов трубо провода, расчетные схемы которых сводятся к стержневым 182 Устойчивость подземного прямолинейного участка трубопровода …………. 182 Устойчивость и прогибы подземных участков трубопроводов с началь- ными искривлениями 187 Продольные перемещения подземного трубопровода 191 Прочность наземных трубопроводов при наличии и отсутствии компенса- торов удлинений 196 Прочность вспомогательных элементов подвесных трубопроводов. Само- несущие висячие трубопроводы 201 Проверка прочности трубопровода в оползне 209 Расчет на прочность подводных трубопроводов 216 Глава 10. Расчет несущих элементов трубопроводов в условиях дина- мического нагружения 219 Задачи динамического расчета. Исходные соотношения. Колебания по балочной расчетной схеме 219 Приближенные методы определения частот собственных изгибных коле- баний конструкции 224 Собственные частоты изгибных колебаний трубопроводов 229 Гидравлический удар и выбор испытательного давления 232 Метод функций динамических податливостей в расчетах динамических характеристик трубопроводов как сложных систем 233 Список литературы 243