Мета дисертаційної роботи - розробка методів і алгоритмів числового дослідження нелінійного пружного деформування просторово криволінійних труб та трубчатих конструкцій в умовах шельфу. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: 1. Розробка методів і алгоритмів числового розрахунку нелінійного пружного деформування просторово викривлених трубопроводів при дії довільно розташованих у просторі статичних або квазістатичних зосереджених, розподілених або моментних навантажень, викликаних кінематичним або деформаційним впливом шельфового середовища. 2. Розробка обчислювальних прикладних програм, що дозволяють оперативно вирішувати поставлені задачі з метою прийняття конструктивних та технологічних рішень. 3. Перевірка достовірності розроблених методів числовими і натурними експериментами. 4. Розв'язання прикладних задач механіки трубопроводів при їх укладанні, ремонті і експлуатації. 5. Розробка та впровадження на виробництві "Методики розрахунку напружено-деформованого стану просторово викривлених підводних трубопроводів". ЗМІСТ ВСТУЦ 5 РОЗДІЛ 1 СТАН ПРОБЛЕМИ МЕХАНІКИ ШЕЛЬФОВИХ НАФТОГАЗОПРОВОДІВ 15 1.1. Перспективи освоєння шельфу Чорного й Азовського морів 15 1.2. Технологія спорудження підводних трубопроводів 18 1.3. Основні технічні несправності при спорудженні та експлуатації підводних трубопроводів 22 1.4. Аналіз методів розрахунку напружено-деформованого стану трубопроводів, 24 1.5. Характеристика механічних властивостей трубопроводів і діючих на них навантажень 32 Висновки 44 РОЗДІЛ 2 МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ЧИСЛОВОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПРУЖНОГО НЕЛІНІЙНОГО ДЕФОРМУВАННЯ ПРОСТОРОВО ВИКРИВЛЕНИХ ТРУБОПРОВОДІВ 45 2.1. Геометрія елемента трубопроводу при його просторовому необмеженому пружному деформуванні 45 2.2. Внутрішні силові фактори і переміщення 51 2.3. Рівняння проекцій внутрішніх зусиль і моментів 56 2.4. Метод побудови розв'язків зведених нелінійних диференціальних рівнянь 59 2.5. Постановка граничних умов 66 Висновки 72 РОЗДІЛ 3 ЧИСЛОВЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРУЖНОГО ДЕФОРМУВАННЯ І СТІЙКОСТІ ТРУБОПРОВОДІВ 73 3.1. Організація обчислювального процесу 73 3.2. Методи задавання силових впливів 81 3.3. Вхідні і вихідні дані для визначення напружено-деформованого стану трубопроводу 89 3.4. Розв'язок тестових задач 95 Висновки 101 РОЗДІЛ 4 ПРИКЛАДНІ ЗАДАЧІ ПРОСТОРОВОГО ДЕФОРМУВАННЯ ПІДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДУ ТА ЙОГО ЕЛЕМЕНТІВ 102 4.1. Оптимізація S-подібної осьової лінії просторово викривленого трубопроводу при укладанні на великі глибини 103 4.2. Стійкість і закритична поведінка елемента трубопроводу під дією гідростатичного навантаження 122 4.3. Вплив зосереджених навантажень на елемент трубопроводу 133 4.4. Позиціювання трубопроводів, що опускаються, спрямованими силовими впливами 145 4.5. Пружне просторове нелінійне деформування трубопроводу при опусканні 151 4.6. Вплив рельєфу дна на напружено-деформований стан трубопроводу 157 Висновки 162 ВИСНОВКИ 163 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 165 ДОДАТКИ 176