Vplyv pravdepodobnostného prístupu pri riešení potrubia na pružnom podklade

Primárne karty

ISBN: 978-80-972360-1-4

Vplyv pravdepodobnostného prístupu pri riešení potrubia na pružnom podklade

Vojtech Valkovič1 ,
1 Strojnícka Fakulta STU, Bratislava 1, Slovakia
vojtech.valkovic@stuba.sk

Práca sa zameriava na výpočet napätí v potrubnom systéme uloženom na pružnom podklade na ktoré pôsobí zosuv pôdy. Ako aj zohľadnením pravdepodobnostných vplyvov pôsobiacich na potrubie ako hrúbka steny, a iné. Práca je orientovaná na výpočet napätia a bezpečnosti potrubia (nosníku) na pružnom podklade. Potrubie vplyvom svahového zosuvu zmení svoje uloženie a tým sa znenia aj jeho vnútro silové účinky. Takýmto náhodným zmenám sa nedá zabrániť, preto je potrebné pravdepodobnostným vyhodnotením určiť stav jeho bezpečnosti. Zaoberať sa bude namáhaním potrubia (rúry) v hrane svahového zosuvu. [1]Prešetríme model zemného pohybu, pri ktorom nastáva blokový posuv časti svahu o konštantnú hodnotu  voči stabilnej časti, pričom rozhranie je tvorene jedinou bočnou trhlinou. Predstavme si rúru plynovodu, ktorá je v mieste bočnej hrany blokového zosuvu rozrezaná, tieto rúry pri zosuve nebudú ohybovo namáhané- zostanú priame. Aby sme tieto rúry dostali do rovnakého deformačného stavu, aký vyvolal zosuv v priebežnej rúre, musíme na ne pôsobiť v mieste rezu vnútornými silovými účinkami, ktoré vzhľadom na antisymetriu úlohy reprezentuje sila Fo a to takej veľkosti, aby vyvolané stlačenie zeminy bolo práve  [2]. Pre náš prípad bolo potrebné určiť napäťovo deformační stav rúry pre hodnoty zemného posuvu 22.56 cm, a to pre rúru zo stredným priemerom ds=1200mm s hrúbkou steny h=17mm, hodnota modulu podkladu k=960 Ncm-2. Uvažujeme modul pružnosti v ťahu E=2.1x105 MPa. Pre pravdepodobnostný výpočet hore uvedeného príkladu je zrejmé že v praxi nemôžme uvažovať deterministické hodnoty pre popísanie skutočného stavu. Preto vstupné hodnoty sa zadávali z určitou pravdepodobnosťou. Pre hodnotu  sme zadefinovali pravdepodobnostnú funkciu, aby sme čo najlepšie popísali stav posuvu ktorý môže na nosníku nastať [3,4]. Pre výpočet príkladov v praxi je zrejmé že nemôžme sa spoliehať na deterministický prístup, vzhľadom na to, že všetky vstupné parametre majú svoje odchýlky, čo spôsobuje výrazné zmeny vo výstupných parametroch (napätie, priehyb a i.). Pre prípad modelu zosuvu svahu s jednou bočnou trhlinou ktorý sme si vypočítali pomocou metódy Monte Carlo nám vyšli hodnoty, že pravdepodobnostný prístup sa výrazne líši od deterministického, pri ktorom nezohľadňujeme náhodné zmeny vstupných parametrov [5]. Z pravdepodobnostného výpočtu môžeme povedať, že pravdepodobnosť poruchy na potrubí pre náš prípad je Pf=1.019%.

Poďakovanie: 

Tento článok bol podporený programom STU Grant na podporu mladých výskumných pracovníkov.

Zdroje: 

​[1] FRYDRÝŠEK K, JANČO R.: Nosníky a rámy na pružném podkladu 1, VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2006,  ISBN  80-248-1244-4 
[2] FRYDRÝŠEK K, JANČO R.: Nosníky a rámy na pružném podkladu 2, VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2008, ISBN 978-80-248-1743-9 
[3] PECIAR, P., FEKETE, R.: Využitie DEM metódy pre simuláciu napätosti vo vrstve partikulárnej látky. In Partikulárne látky vo vede, priemysle a životnom prostredí. Košice : Technická univerzita v Košiciach, 2012, s.157-163. ISBN 978-80-553-1211-8.
[4] PECIAR, P., FEKETE, R., PECIAR, M.: Procesné strojníctvo II. Bratislava Vydavateľstvo STU 2016. 177 s., 170 obr., 4 tab. ISBN 978-80-227-4540-6.
[5] FRYDRÝŠEK K.: Pravděpodobnostní výpočty v mechanice 1 (Probabilistic Calculations in Mechanics Department of Mechanics of Materials, Faculty of Mechanical Engineering, VSB – Technical University of Ostrava, ISBN 978-80-2482314-0, Ostrava, Czech Republic, 2010, pp.149.