Unified Solutions on Plastic Limit Internal Pressure for Metallic Elbows

Abstract

With consideration of the intermediate principal stress and different strength values in tension and compression, the plastic analysis of metallic elbows under internal pressure is conducted based on the unified strength theory. The unified solutions for elbows with constant and variable wall thickness values, and those with a local thinning are derived. Parametric studies are carried out to investigate the dependence between the unified strength theory parameter, tension-compression ratio, bending coefficient, and wall thickness. Comparing the theoretical results and the experimental data, a good agreement was observed. The results obtained show that the unified solutions are versatile in the theoretical analysis of metallic elbows and can be reduced to many existing results. The latent potentialities of metallic elbows are fully achieved due to considering the intermediate principal stress. The unified solutions have an important practical value for the optimum design and engineering application of metallic elbows.

На базе комплексной теории прочности проанализирована пластичность металлического колена при внутреннем давлении с учетом промежуточного главного напряжения и различной прочности при растяжении и сжатии. Получены комплексные решения для колен с одинаковой и разной толщиной стенок и локальным утонением. С целью изучения влияния параметра комплексной теории прочности, степени растяжения–сжатия, коэффициента изгиба и толщины стенок проведено параметрическое исследование. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показал хорошее их соответствие. Установлено, что при расчете металлических колен комплексные решения многофункциональны, о чем свидетельствуют полученные результаты. Учет промежуточного главного напряжения позволил выявить скрытые потенциальные возможности металлических колен. Комплексные решения имеют важное практическое значение для оптимального проектирования и технического применения металлических колен.

На базі комплексної теорії міцності проаналізовано пластичність металічного коліна при внутрішньому тиску з урахуванням проміжного головного напруження і різної міцності при розтязі і стиску. Отримано комплексні розв’язки для колін, що мають одинакову і різну товщину стінок і локальне стоншення. Із метою вивчення впливу параметра комплексної теорії міцності, ступеня розтягу–стиску, коефіцієнта згину і товщини стінок проведено параметричне дослідження. Порівняльний аналіз розрахункових і експериментальних даних показав хорошу їх відповідність. Установлено, що при розрахунку металічних колін комплексні розв’язки є багатофункціональними, про що свідчать отримані дані. Урахування проміжного головного напруження сприяло вивченню прихованих потенційних можливостей металічних колін. Комплексні розв’язки мають важливе практичне значення для оптимального проектування і технічного використання металічних колін.