RELIABILITY OF THIN SHELLS WITH REAL SHAPE IMPERFECTIONS

Autor: Lukianchenko, Olga, Vorona, Yurii, Kostina, Olena, Vabishevich, Maksim, Paliy, Oksana
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Вісник Київського політехнічного інституту. Серія Приладобудування; № 58(2) (2019); 34-40
Вестник Киевского политехнического института. Серия приборостроение; № 58(2) (2019); 34-40
Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making; № 58(2) (2019); 34-40
ISSN: 0321-2211
2663-3450
Popis: Для забезпечення безаварійної експлуатації тонких оболонок важливою є оцінка впливу виявлених дефектів на їх надійність. Метою роботи є оцінка експлуатаційної надійності резервуара з реальними недосконалостями форми його стінки. Методи: запропоновано імовірнісний підхід визначення експлуатаційної надійності за стійкістю тонких оболонок з недосконалостями форми із застосуванням процедур програмного комплексу скінченно-елементного аналізу. Результатом роботи є комп’ютерне моделювання нелінійної статичної поведінки резервуара з недосконалостями форми його стінки при дії поверхневого тиску. Визначені критичні значення навантаження за допомогою розв’язання геометрично нелінійної крайової задачі статики модифікованим методом покрокового навантаження Ньютона-Рафсона. Побудована крива критичних значень навантаження, функція рівномірного розподілу щільності ймовірності недосконалостей та кривої (проектної) надійності для оболонки з недосконалостями у вигляді першої форми втрати стійкості різної амплітуди. Отримано допустиме значення поверхневого тиску для заданого значення необхідної (проектної) надійності. Визначена імовірність відмови паливного резервуара за рахунок наявності реальних недосконалостей форми. Оцінена експлуатаційна надійність за стійкістю резервуара та підтверджено його безпечний стан. Висновки: надійність, яка є якісною характеристикою резервуара протягом часу, буде надалі зменшуватися за рахунок усіх існуючих загроз: недосконалостей форми, дефектів зварних швів, корозії металу та інших. Тому важливо для подальшої безаварійної експлуатації паливного резервуара виконувати всі вимоги нормативних документів за регламентом обстеження, обслуговування і ремонту. Для цього можна застосовувати неруйнівні методи обстеження резервуара, постійний моніторинг його реального стану засобами технічної діагностики або комп’ютерного моделювання у вигляді діагностичної імовірнісної моделі.
Для обеспечения безаварийной эксплуатации тонких оболочек важной является оценка влияния обнаруженных дефектов на их надежность. Целью работы является оценка эксплуатационной надежности резервуара с реальными несовершенствами формы его стенки. Методы: предложен вероятностный подход оценки надежности по устойчивости тонких оболочек с несовершенствами формы с применением процедур программного комплекса конечно-элементного анализа.Результатом работы является компьютерное моделирование нелинейного статического поведения резервуара с несовершенствами его стенки при действии поверхностного давления. Определены критические значения нагрузки с помощью решения геометрически нелинейной краевой задачи статики модифицированным методом пошагового нагружения Ньютона-Рафсона. Построены кривая критических значений нагрузки, функция равномерного распределения плотности вероятности несовершенств и кривая (проектной) надежности оболочки с несовершенствами в виде первой формы потери устойчивости разной амплитуды. Найдено допустимое значение поверхностного давления для заданного значения необходимой (проектной) надежности. Определена вероятность отказа топливного резервуара за счет наличия реальных несовершенств. Оценена эксплуатационная надежность по устойчивости резервуара и подтверждено его безопасное состояние. Выводы: надежность, которая является качественной характеристикой резервуара в течение времени, будет в дальнейшем уменьшаться за счет всех существующих угроз: несовершенства формы, дефектов сварных швов, коррозии металла и других.Поэтому важно для последующей безаварийной эксплуатации топливного резервуара выполнять все требования нормативных документов по регламенту обследования, обслуживания и ремонта. Для этого применять неразрушающие методы обследования резервуара, постоянный мониторинг его реального состояния средствами технической диагностики или компьютерного моделирования в виде диагностической вероятностной модели.
Importantly for providing of safe exploitation of thin shells is an estimation of influence discovered defects on the shells reliability. The purpose of this work is to evaluate the reliability of the tank with the real shape imperfections. The methods: a probabilistic approach for estimating the reliability of thin shells with initial shape imperfections using the software of the finite element analysis was proposed. The result is a computer simulation of nonlinear static behavior of a tank with shape imperfections under surface pressure. Solving the geometric nonlinear static boundary-value problem by the modified Newton-Rafson step-by-step method the critical load values were determined. The curve of critical load values, the function of the probability distribution density of imperfections and the curve of (design) reliability for the shell with the modeled imperfections in the form of the first form of stability loss were builded. The allowable value of surface pressure for the set value of the required (design) reliability was obtained. The failure probability of the fuel tank due to the presence of real imperfections had been determined. The tank reliability had been evaluated and its working state had been confirmed. Conclusions: reliability which is quality description of reservoir in future will be diminished during time from all of existent threats: defects of form, defects of the weld, corrosions of metal et al. It is therefore important for subsequent safe exploitation of fuel reservoir to execute all of requirements of normative documents on the regulation rules of inspection, service and repair. For this purpose it is necessary to apply the non-destructive methods of inspection of tank, permanent monitoring of his real state by technical diagnostics facilities or computer design in the view of a diagnostic probabilistic model.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: