Экспериментальный анализ колебаний предварительно напряженных магистральных трубопроводов

Abstract

Представлены результаты экспериментального анализа колебаний моделей предварительно напряженных трубопроводов при динамических воздействиях. Экспериментально изучено влияние намотки проволоки на статическую прочность и динамические характеристики магистральных трубопроводов. В качестве первичных преобразователей при измерений деформаций применяются одноэлементные тензорезисторы. Вторичной измерительной аппаратурой служил светолучевой осциллограф в комплекте с универсальным тензоусилителем и блоком питания. Измерение динамических перемещений осуществлялось тензорезисторным кольцевым преобразователем перемещений. Для возбуждения колебаний в конструкции использовался виброэлектродинамический стенд. Экспериментально исследовались параметры свободных колебаний конструкций, к которым относятся собственные частоты и декременты колебаний. Анализировалось влияние на эти параметры предварительного напряжения в трубопроводах и эксплуатационных характеристик конструкции. Экспериментально обосновано, что наматывание проволоки на трубопровод может использоваться как способ сейсмической защиты конструкции. Тогда возможно управлять динамическими характеристиками конструкций подбором параметров обмотки трубы. Большинство явлений, описанных в статье, невозможно исследовать расчетными методами.

Наведено дані експериментального аналізу коливань моделей попередньо напружених трубопроводів при динамічних навантаженнях. Експериментально досліджено вплив намотки проволоки на статичну міцність та динамічні характеристики магістральних трубопроводів. Експериментально обґрунтовано, що намотування проволоки на трубопровід може використовуватися як засіб сейсмічного захисту конструкцій.

The data of experimental analysis of prestressed pipelines vibrations under the action of dynamic loads are presented. Resistance strain gages are used as a sensing device for strains measure. Direct – writing oscillograph and amplifier are used for secondary gaging equipment. The measurements of dynamic displacements are carried out by ring transducer. Shaker is used to excite the structure vibrations. The parameters of the structure free vibrations (eigenfrequencies and damping decrement) are investigated experimentally. The influence of the prestress in pipelines on this parameters is analyzed. The influence of the wire winding on strength and dynamics of pipelines is investigated experimentally. It is shown that the wire winding on the pipeline can be used to protect the structure on seismic excitation. It is possible to drive the dynamic properties of the structure by selection of the pipeline taping parameters. The majority phenomena, which are discussed in this paper, can not be obtained by numerical computations.