Математичне і програмне забезпечення автоматизованого проектування надземних ділянок магістральних трубопроводів

Abstract

Дисертація присвячена підвищенню ефективності автоматизованого проектування надземних ділянок магістральних трубопроводів. Розроблено математичне і програмне забезпечення автоматизованого проектування надземних ділянок магістральних трубопроводів на основі модульного принципу та сумісного розгляду напружено-деформованого стану або коливань надземної ділянки і прилеглих до неї частин підземних ділянок з урахуванням дії сил власної ваги, внутрішнього тиску, температурних, вітрових та сейсмічних навантажень, а також навантажень з боку рухомих діагностичних або очисних поршнів. Розроблено інформаційне, лінгвістичне та методичне забезпечення системи автоматизованого проектування надземних ділянок магістральних трубопроводів. Обґрунтовано практичні рекомендації, спрямовані на підвищення ефективності автоматизованого проектування і експлуатації об’єктів лінійної частини трубопровідного транспорту. Диссертация посвящена повышению эффективности автоматизированного проектирования надземных участков магистральных трубопроводов. Разработано математическое обеспечение модального анализа надземных участков магистральных трубопроводов на основе совместного рассмотрения колебаний надземного участка и прилегающих к нему частей подземных участков с учетом статических нагрузок, обусловленных силами собственного веса, температурными перепадами и взаимодействием подземных участков с упругим основанием. Обосновано способ определения минимальной длины подземных участков, деформирование которых следует учитывать в процессе проведения расчетов, исследовано влияние перепада температуры на характеристики собственного частотного спектра механической системы, включающей наземную участок и прилегающие к нему части подземных участков магистрального трубопровода. На основе применения метода обобщенных перемещений разработано математическое обеспечение анализа вынужденных колебаний надземных участков магистрального трубопровода, находящихся под действием подвижной нагрузки со стороны диагностического или очистного поршня. Построенная математическая модель изгибных колебаний однопролетного надземного участка трубопровода с движущимся очистным или диагностическим поршнем обобщена на случай многопролетной конструкции, установленной на упругих опорах. Разработана модульная структура системы автоматизированного проектирования надземных участков магистральных трубопроводов и предложены принципы формирования ее математического и программного обеспечения; разработана UML-диаграмма классов системы автоматизированного проектирования. Составленный алгоритм автоматизированного проектирования надземных участков магистральных трубопроводов и разработанная структура САПР дают возможность повысить эффективность процессов проектирования и эксплуатации трубопроводов за счет повышения точности расчетов на прочность с учетом статических и динамических нагрузок, температурных и сейсмических воздействий. Предложенные и защищённые патентами на полезные модели конструкции центраторов для монтажа труб при проведении ремонтных работ на трубопроводах дают возможность обеспечить плавное сопряжение осей труб в местах стыка, что способствует обеспечению равномерности движения интеллектуальных поршней, повышению качества технической диагностики трубопроводов. The thesis is devoted to the efficiency improvement of pipelines aboveground sections aided design. The mathematical models and software for aided design of aboveground sections of pipelines were created on the basis of a modular principle and joint review of stress-strain state or fluctuations of aboveground areas and adjacent parts of the underground areas considering the forces of gravity, internal pressure, temperature, wind and seismic loads, as well as loads of the moving diagnostic or cleaning pistons. The information part, linguistic part and guidance were developed for computer aided design of above-ground sections of pipelines. Practical recommendations are aimed at improving the efficiency of aided design and operation of the linear part of pipelines.