Визначення величини модуля Юнга сталей магістральних газопроводів моделювання методом скінченних елементів поширення ультразвукових мод Лемба

Abstract

Розроблено підхід моделювання скінченними елементами поширення ультразвукових коливань у стінці магістрального газопроводу. Суть методу полягає в тому, що розраховуються власні частоти коливання сектора стінки труби. Вибрано модальний метод розрахунку. Вибрана довжина сектора труби повинна відповідати хвильовому числу ультразвукової спрямованої кільцевої хвилі. Тому застосовано граничні умови, що відповідають циклічній симетрії. Умови циклічної симетрії накладаються на ту частину сектора труби, що паралельна її осі. Досліджено параметри поширення хвилі Лемба в стінці магістрального газопроводу. Представлено графічні залежності основних результатів розрахунків. Встановлено, що для магістральних газопроводів хвилі Лемба та ультразвукові спрямовані кільцеві хвилі мають одинакові параметри поширення.

Developed is the approach for modeling of ultrasonic oscillations propagation in the wall of the gas main pipeline by finite elements method. Essence of method is based on computation of natural frequencies of sector of pipe wall. As the calculation method is selected modal. The selected length of the pipe sector should correspond to the wavenumber of ultrasonic circumferential guided waves. Therefore boundary conditions correspond to cyclic symmetry are applied. Cyclic symmetry conditions applied to the portion of pipe sector which is parallel to the pipe axis. The parameters of Lamb wave propagation in the wall of the gas main pipeline are investigated. The chart relationships of the basic results of calculations are presented. It has been determined for main gas pipelines that Lamb waves and ultrasonic circumferential guided waves have equal propagation parameters.