При исследовании трещиностойкости элементов сварных конструкций часто применяют энергетический критерий разрушения. Энергетический критерий с успехом применяется к трещинам, распространяющимся без излома, но когда трещина страгивается под некоторым углом к своему первоначальному направлению, применение этого критерия сдерживается отсутствием достаточно простого метода для вычисления интенсивности высвобождаемой энергии упругих деформаций. Г.П. Черепанов и другие исследователи предлагают вычислять ее, используя понятие вектора потока энергии. Предлагаемое допущение позволяет правильно вычислить величины его проекции, но фактически после «излома» трещины резко изменяется вид поля напряжений в окрестности вершины, что выражается в изменении коэффициентов интенсивности напряжений. В результате полученные выводы удовлетворительно согласуются с экспериментом и другими критериями разрушения только при небольших значениях. В приведенном в статье примере показывается, что интенсивность высвобождаемой энергии не обладает векторным свойством. Поэтому в общем случае нельзя пользоваться понятием вектора потока энергии.

Stress corrosion is viewed as cracking of a pipe metal in cathodic protection regions of gas transmission pipelines, which are simultaneously affected by various unrelated, at first glance, factors. Stress corrosion is otherwise referred to as stress corrosion cracking or SCC. Stress corrosion cracking of pipelines is the main cause of emergencies in gas transmission pipelines. Currently, this type of corrosion is widespread and very dangerous. The reliability and safety of modern pipelines is of great national importance. Despite being significant, multiple efforts to address this problem have not yet identified the causes and algorithms for handling stress corrosion.

Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов 3 (113) • 2 0 18

В процессе обследования действующих магистральных трубопроводов иногда выявляются участки, на которых радиус их изгиба выходит за пределы нормативных требований. В таких случаях предусматривается ремонт с целью приведения состояния трубопровода в нормативное. Строительными нормами и правилами (СП 86.13330.2012) допускается упругий изгиб трубопровода, когда радиус изгиба составляет не менее 1000 диаметров трубы. Однако этот показатель не учитывает такие характеристики трубопровода, как категория, диаметр, толщина стенки, механические свойства металла, рабочее давление, температура, остаточные напряжения после строительства. В статье на примерах рассматривается напряженное состояние стенки трубопровода при различных сочетаниях вышеуказанных характеристик с целью установления основных закономерностей и разработки соответствующих алгоритмов определения безопасного радиуса изгиба. Результаты исследований, выполненных расчётно-аналитическими методами, показывают существенное влияние перечисленных выше эксплуатационных факторов и параметров трубопровода на предельно допустимый радиус его изгиба. Разработанный алгоритм расчётов позволяет определить уровень опасности выявленного отклонения радиуса местного изгиба трубопровода от предельно допустимого нормативного значения.

Изучение концентраторов напряжений, особенно таких, которые вызывают образование сингулярностей вида σ→∞, имеет важное научное и прикладное значение. Наиболее известным представителем таких концентраторов напряжений является трещина, которая является предметом изучения механики разрушения. Трещины могут быть обычные, расположенные в однородном материале, межфазные, пересекающие фазовую плоскость между двумя разными материалами. В зависимости от этого формируются поля напряжений с разными особенностями. Другой класс аналогичных концентраторов напряжений-V-образные элементы, образующие двугранный угол с углом раскрытия больше нуля. V-образные элементы могут образоваться как в однородных, так и разнородных материалах. Особенности сингулярности зависят от механических свойств материалов и углов, занятых этими материалами. Если угол раскрытия равен нулю, то соответствующие формулы переходят в известные формулы для трещин. Следующий класс концентраторов напряжений, образующих сингулярность,-внутренние элементы с V-образными границами материалов. Такие элементы образуются вокруг неметаллических включений с острыми углами, в волокнистых композиционных материалах на концах волокон. В отличие от предыдущего класса, в данном случае нет пустых секторов. Тем не менее, получаемые формулы переходят в известные выражения, если механические свойства одного из материалов устремить к нулю. Таким образом, все классы задач, связанных с образованием сингулярности вида σ→∞, можно рассматривать как одну общую задачу с увеличенным количеством параметров. Такая работа и проделана в настоящей статье. Это позволило получить новые закономерности о напряженном состоянии и определить направления дальнейшего развития механики разрушения. В качестве примера методом комплексных потенциалов с применением уравнений Колосова-Мусхелишвили проведён теоретический анализ наряжённого состояния в вершине V-образной границы, разделяющей два однородных материала с отличающимися модулями нормальной упругости Е 1 и Е 2. Расчёт показал, что в локальной зоне около вершины угла наряжённое состояние приобретает сингулярный характер, распределение напряжений описывается слагаемыми вида σ ≈ К/r λ , а параметры особенности λ 1 , λ 2 , λ 3 зависят от соотношения упругих характеристик материалов. Изучены соответствующие закономерности.