Упруго-пластическое состояние конструкции труб, устанавливаемых в трубной решетке теплообменника, при использовании электровзрывного импульса


Авторы

Вологин Е. Э.1*, Кудрявцев А. А.1, Пыхалов А. А.1, 2**

1. Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074, Россия
2. Иркутский государственный университет путей сообщения, ИрГУПС, ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074, Россия

*e-mail: vologinee@istu.edu
**e-mail: pikhalov_aa@irgups.ru

Аннотация

Проведено исследование упруго-пластического состояния труб, предназначенных для соединения с трубной решеткой теплообменного аппарата. Раздача трубы производится давлением создаваемым электровзрывным импульсом. Таким образом, представленное исследование направлено на предварительное изучение упруго-пластического поведения трубы с использованием экспериментальных данных и скоростной фотосьемки, позволивших определить величину и характер деформационных перемещений трубы. Эти данные использованы для создания численной модели, которая позволяет варьировать величины импульсного давления и других параметров представленного процесса. На основе этих данных осуществляется компоновка трубы в трубной решетке. Численное моделирование проводилось на основе конечно-элементного анализа упруго-пластического состояния трубы. Результаты работы подтвердили возможность промышленного применения представленной технологии соединения труб и трубной решетки теплообменника.

Ключевые слова:

Теплообменник, труба, трубная решетка, импульсный источник давления, скоростная фотосъемка, упруго-пластическое напряженно-деформированное состояние трубы

Список источников

  1. Бажан П.И., Каневец Г.И., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989. 369 с.
  2. Головинцов А.Г., Юдаев Б.Н., Федотов Е.И. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Машиностроение, 1970. 296 с.
  3. Степанов В.Г. Основы технологии развальцовки труб в судовых теплообменных аппаратах. Л., 1972. 189 с.
  4. Китаев А.М., Губин А.Н. Сварка и пайка тонкостенных трубопроводов. М.: Машиностроение, 1972. 133 с.
  5. Анзин А.К., Бродский А.Я., Швецков Н.Т. Слесарно-сварочные приспособления в самолетостроении. М.: Оборонгиз, 1949. 312 с.
  6. Макаренко В.Д., Палий Р.В., М.Ю. Мухин М.Ю. и др. Технологические свойства монтажной сварки трубопроводов. М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. 118 с.
  7. Юхин Н.А. Дефекты сварных швов и соединений». М.: Издательство «СОУЭЛО», 2007. 56 с.
  8. Касаткин Б.С., Прохоренко В.М., Чертов И.М. Напряжения и деформации при сварке. Киев: Высшая школа, 1987. 245 с.
  9. Деев Г.Ф., Пацкевич И.Р. Дефекты сварных швов. Киев: Издательство «Наукова думка», 1984. 208 с. 
  10. Вологин Е.Э., Пыхалов А.А., Потапов В.В. Технология производства и ремонта теплообменного оборудования с применением электровзрывного импульса // Тепловые процессы в технике. 2024. Т. 16. № 2. С. 68–78. 
  11. Мазуровский Б.Я. Электрогидроимпульсная запрессовка труб в трубных решетках теплообменных аппаратов. Киев: Наукова Думка, 1980. 172 с.
  12. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986. 253 с.
  13. Колмаков В.П., Дмитриев В.Г., Чеботнягин Л.М. Соединение трубчатых деталей электрическим взрывом проводника: Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2011. 152 с.
  14. Чеботнягин Л.М., Потапов В.В. Некоторые закономерности скоростного деформирования металлической трубы с помощью электрического взрыва проводника. Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций // II Всероссийская конференция «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций»: тезисы докладов. Новосибирск: НГТУ, 2011. C. 127.
  15. Чеботнягин Л.М. Соединение трубчатых деталейимпульсным давлением расширяющегося плазменного канала электрического разряда: дисс. …канд. техн. наук: Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2014. 137 с.
  16. Чеботнягин Л.М., Потапов В.В., Лопатин В.В. Кинетика деформирования сплавов импульсным давлением электрического разряда // Известия Вузов. Физика. 2015. Т. 58. № 1. С. 51–56.
  17. Райнхарт Дж.С., Пирсон Дж. Поведение металлов при импульсивных нагрузках. М.: Издательство «Иностранной литературы», 1958. 296 с.
  18. Скрипов В.П., Файзуллин М.З. Фазовые переходы кристалл-жидкость-пар и термодинамическое подобие. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 160 с.
  19. Пыхалов А.А. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин: дисс. … д-ра. техн. наук. М.: Московский государственный авиационный институт, 2006. 405 с.
  20. Пыхалов А.А., Милов А.Е. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин: монография. Иркутск: ИрГТУ, 2007. 192 с.
  21. Гиззатуллин А.А., Ризванов Р.Г., Хабирова Г.Ф. Численное моделирование процесса развальцовки трубы в трубной решетке теплообменника // Нефтегазовое дело. 2006. Т. 2. 14 с. 
  22. Ластовка А.В., Деордиев С.В., Мурзинцев А.К. Моделирование напряженно-деформированного состояния усиленной композитной арматурой бетонной балки. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2023. Т. 13, № 4. С. 645–654.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025