Plastic strain of the bimetal tube subjected to inner pressure

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The problem of deformation of a two-layer (bimetallic) thick tube under inner pressure is considered. A dependence of critical load from physical and geometrical properties of the product at which plastic flow is occurred at the beginning of either inner or outer layer is derived. The relations for the semi-analytical solution of the problem of irreversible deformation of a two-layer pipe under the influence of internal pressure are derived. A special case of deformation of a bimetallic pipe made of 09G2C steel with an internal plating layer made of corrosion-resistant 13XFA steel at various thicknesses is considered. The calculation of the autofrettage process was performed in order to improve the operational properties of the product. Conclusions about the choice of the optimal (in terms of strength properties) thickness of the cladding layer, based on the physical parameters of the materials used and the geometric dimensions of the product are drawn.

About the authors

Sergey Viktorovich Firsov

Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

ORCID iD: 0000-0001-7446-6231
SPIN-code: 8267-2329
Scopus Author ID: 56976208300
ResearcherId: D-1966-2018
681005, Russian Federation, Khabarovskyi kray, Komsomolsk-na-Amure, Metallurgov str., 1

References

  1. Новожилов В. В. Теория упругости. Ленинград : Судпромгиз, 1958. 370 с.
  2. Толоконников Л. А. Механика деформируемого твердого тела. Москва : Высшая школа, 1979. 318 с.
  3. Новацкий В. Теория упругости. Москва : Мир, 1975. 872 с.
  4. Bland D. R. Elastoplastic thick-walled tubes of work-hardening material subject to internal and external pressures and to temperature gradients // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1956. Vol. 4, iss. 4. P. 209–229. https://doi.org/10.1016/0022-5096(56)90030-8
  5. Дац Е. П., Мурашкин Е. В., Ткачева А. В., Щербатюк Г. А. Температурные напряжения в упругопластической трубе в зависимости от выбора условия пластичности // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2018. № 1. С. 32–43. EDN: YOFWCD
  6. Буренин А. А., Ткачева А. В. Задача Гадолина о процессе сборки двухслойной предварительно напряженной трубы // Прикладная механика и техническая физика. 2023. Т. 64, № 5 (381). С. 225–240. https://doi.org/10.15372/PMTF202315249, EDN: XGBQDW
  7. Ковтанюк Л. В., Полоник М. В. Задача Ламе о равновесии толстостенной трубы, изготовленной из несжимаемого упругопластического материала // Проблемы механики сплошных сред и элементов конструкций / отв. ред. А. А. Буренин, В. П. Мясников. Владивосток : Дальнаука, 1998. С. 94–113.
  8. Буренин А. А., Ковтанюк Л. В., Полоник М. В. Формирование одномерного поля остаточных напряжений в окрестности цилиндрического дефекта сплошности упругопластической среды // Прикладная математика и механика. 2003. Т. 67, № 2. С. 315–325. EDN: OOMUOZ
  9. Буренин А. А., Ковтанюк Л. В., Панченко Г. Л. Об изменениях в остаточных напряжениях в окрестности дефекта сплошности упруговязкопластического материала при повторном нагружении // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2023. № 6. С. 113–124. https://doi.org/10.31857/S0572329923600275, EDN: BNCCFU
  10. Реформатская И. И., Завьялов В. В., Подобаев А. Н., Ащеулова И. И., Сульженко А. Н. Влияние структурно-фазовых неоднородностей углеродистых и низколегированных трубных сталей на развитие локальных коррозионных процессов // Защита металлов. 1999. Т. 35, № 5. C. 472–480.
  11. Бикбулатов А. Л., Багманов Р. Р., Гумеров К. М. Особенности напряженно-деформированного состояния двухслойных труб в условиях нестационарных термомеханических воздействий // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2015. № 2 (100). С. 120–126. EDN: UGAVVL
  12. Реформатская И. И., Завьялов В. В., Родионова И. Г., Подобаев А. Н., Ащеулова И. И. Перспективы использования биметаллических труб на промысловых нефтегазопроводах Западной Сибири // Защита металлов. 2000. Т. 36, № 1. С. 51–57. EDN: UKAAJJ
  13. Kuanhai D., Jialian Li, Bin Li, Lin P., Wanying L., Yuanhua L. Study of internal pressure strength of the titanium-steel composite tube based on yield and shear failure mechanisms // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. Vol. 44, iss. 5. P. 2997–3012. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.11.201
  14. Быковцев Г. И., Ивлев Д. Д. Теория пластичности. Владивосток : Дальнаука, 1998. 528 с.
  15. Мосолов П. П., Мясников В. П. Механика жесткопластических сред. Москва : Наука, 1981. 208 с.
  16. Ковтанюк Л. В., Шитиков А. В. О теории больших упругопластических деформаций материалов при учете температурных и реологических эффектов // Вестник Дальневосточного отделения РАН. 2006. № 4. С. 87–93. EDN: HZMRVR
  17. Буренин А. А., Ткачева А. В. О сборке двухслойной металлической трубы способом горячей посадки // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2019. № 3. С. 86–99. https://doi.org/10.1134/S0572329919030073, EDN: YPOULA
  18. Фирсов С. В. Пластическое течение и ползучесть в полом цилиндре с жестким внешним покрытием под действием внутреннего давления // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. 2021. Т. 25, № 4. С. 696–715. https://doi.org/10.14498/vsgtu1877, EDN: TMRVNH
  19. Фирсов С. В. О влиянии деформаций ползучести материала вращающегося цилиндра на последующее пластическое течение // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. 2023. Т. 27, № 1. С. 102–118. https://doi.org/10.14498/vsgtu1955, EDN: ZHFNQY
  20. Барвинок В. А., Федотов Ю. В., Родин Н. П., Кирилин А. Н. Упруго-пластическое самоупрочнение (автофретирование) толстостенных контейнеров давлением эластичной среды // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 1999. Т. 1, № 1. С. 157–160. EDN: FPHWPF

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).