Дегтярьова Наталія Володимирівна Челябінськ, асп. каф. стор механіки ЮУрГУ
Гнучкі споруди типу надземних газопроводів високого тиску часто схильні аеродинамічній нестійкості, що проявляється у виникненні небезпечних вертикальних коливань. Явище розгойдування газопроводу в площині, перпендикулярній напрямку вітрового потоку, обумовлено збігом частоти 9 зриву вихорів з бічної поверхні труби з частотою зі власних коливань газопроводу. Це може привести до різкого зростання амплітуди коливань і в результаті - до руйнування конструкції.
Незважаючи на те, що явище вітрового резонансу досить добре вивчено в спеціальній літературі [1, 2], питання гасіння резонансних коливань надземних газопроводів відносяться до технічно складної проблеми, яка не отримала поки задовільного рішення. Частково ці питання розглядалися в [3].
Рис. 1. Пристрій гасіння коливань
У статті запропоновано спосіб обмеження резонансних амплітуд з допомогою пристрою, що працює за принципом однобічного зв'язку (рис. 1). Пристрій містить фундаментний блок 1, з'єднаний з трубою 2 газопроводу гнучким тросом 3, і встановлюється в одному з прольотів газопроводу, розрахункова схема якого має вигляд нерозрізної балки (рис. 2).
При аеродинамічному впливі, спрямованому вниз, труба деформується згідно з розрахунковою схемою (рис. 2а). У цьому випадку односторонній зв'язок виключена з роботи, і вигин труби відповідає нижчої (перший) власної формі коливань (пунктирні лінії на рис. 1 і 2а). При аеродинамічному обуренні, направленому вгору, труба при зворотному русі викликає натяг троса, який спільно з фундаментних блоком починає працювати як додаткова опорна зв'язок. Це призводить до стрибкоподібної зміни розрахункової схеми газопроводу і, відповідно, до появи нової власної форми коливань газопроводу (рис. 26).
Рис. 2. Розрахункова модель надземного газопроводу з пристроєм гасіння коливань: а - пристрій вимкнений з роботи; б - пристрій включено в роботу
Таким чином, циклічне включення-виключення одностороннього зв'язку в процесі коливань газопроводу супроводжується циклічної зміною його власних форм, кожній з яких відповідає своя власна частота. При включенні однобічного зв'язку в роботу нижча власна форма, відповідальна резонансній частоті юь замінюється наступною за номером своєї формою з частотою Ю2, більш високою в порівнянні з основним тоном (со2> Wi) - Дана форма з частотою а'визначає рух системи протягом поточного напівцикл (рис. 26).
