Упруго-пластический анализ соединения трубок и трубной решетки теплообменника, осуществляемого электроимпульсным воздействием


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 напряженно-деформированного состояния сборной конструкции труб и трубной решетки в теплообменнике при воздействии внутреннего давления, создаваемого электровзрывным импульсом. Величина давления получена с использованием экспериментальных данных по уровню деформаций трубы, полученных на основе фиксации скоростной фотосьемкой. Эти данные использовались в численном эксперименте анализа изменения величины импульсного давления, в конечно-элементном расчете упруго-пластического состояния трубы, с решением контактной задачи сопряжения трубы и трубной решетки. Результаты работы представлены в виде полей напряжений и контактных сил в рассматриваемой конструкции. Натурный образец сборной конструкции трубы и трубной решетки подвергался дополнительно проверке на герметичность и разрыв. Анализ результатов показал возможность применения технологии соединения труб и трубной решетки, на основе методологического подхода расчета параметров представленного соединения, для промышленной реализации.

Ключевые слова:

теплообменник, труба, трубная решетка, импульсный источник давления, контактная задача теории твердого деформированного тела

Список источников

  1. Бажан П.И., Каневец Г.И., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. Москва: Машиностроение, 1989. 369 с.

  2. Головинцов А.Г., Юдаев Б.Н., Федотов Е.И. Техническая термодинамика и теплопередача. Москва: Машиностроение, 1970. 296 с.

  3. Степанов В.Г. Основы технологии развальцовки труб в судовых теплообменных аппаратах. Ленинград, 1972. 189 с.

  4. 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.

  5. Вологин Е.Э., Кудрявцев А.А., Пыхалов А.А. Упруго-пластическое состояние конструкции труб, устанавливаемых в трубной решетке теплообменника, при использовании электровзрывного импульса // Тепловые процессы в технике. 2025. Т. 17. № 4. С. 188–195.

  6. Мазуровский Б.Я. Электрогидроимпульсная запрессовка труб в трубных решетках теплообменных аппаратов. Киев: Наукова Думка, 1980. 172 с.

  7. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986. 253 с.

  8. Колмаков В.П., Дмитриев В.Г., Чеботнягин Л.М. Соединение трубчатых деталей электрическим взрывом проводника: Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2011. 152 с.

  9. 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.

  10. Чеботнягин Л.М. Соединение трубчатых деталей импульсным давлением расширяющегося плазменного канала электрического разряда: дисс. … канд. техн. наук: Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2014. 137 с.

  11. 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.

  12. Райнхарт Дж.С., Пирсон Дж. Поведение металлов при импульсивных нагрузках. М.: Издательство «Иностранной литературы», 1958. 296 с.

  13. Скрипов В.П., Файзуллин М.З. Фазовые переходы кристалл-жидкость-пар и термодинамическое подобие. Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 160 с.

  14. Пыхалов А.А. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин: дисс. … д-ра. техн. наук. Москва: Московский государственный авиационный институт, 2006. 405 с.

  15. Пыхалов А.А., Милов А.Е. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин: монография. Иркутск: ИрГТУ, 2007. 192 с.

  16. Гиззатуллин А.А., Ризванов Р.Г., Хабирова Г.Ф. Численное моделирование процесса развальцовки трубы в трубной решетке теплообменника. Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2006. Т. 2. 14 с.

  17. Шалин Р.Е. (ред.). Авиационные материалы. Справочник в девяти томах. Т. 4. Алюминиевые и бериллиевые сплавы. М.: ОНТИ, 1982. 626 с.

  18. ГОСТ 18442-80. Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.

  19. ГОСТ 1497-2023. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2026