Menu

Влияние крутящего момента на прочность моноопоры

При вращательном бурении моноопора испытывает реактивный крутящий момент. В результате в ее сечениях возникают касательные напряжения

т = MK/Wp, (3.21)

где MK - крутящий момент; Wp - полярный момент сопротивления кручению сечения моноопоры.

Для моноопор из труб круглого поперечного сечения Wp = = n(D - d )/ 16D, где D и d - наружный и внутренний диаметры моноопоры. Напряжения кручения не изменяются по высоте моноопоры постоянного сечения, не зависят от величины других нагрузок и положения, которое принимает изогнутая ось моноопоры в равновесном состоянии. Для их определения требуется знать только мощностную характеристику вращателя бурового станка и геометрию поперечного сечения моноопоры. Поэтому целесообразно уже сейчас дать оценку величин касательных напряжений, возникающих при вращательном бурении разведочных скважин, и их влияния на общее напряженное состояние моноопоры.

Для бурения разведочных скважин даже III группы (глубина по воде 300 м, по породам 500 м) достаточно иметь на буровом вращателе крутящий момент 1,4-1,6 кН-м. Значения касательных напряжений в сечениях моноопор из труб диаметрами 0,168 и 0,324 м с толщиной стенок 0,012 м при крутящем моменте даже 2 кН-м составляют 4,7 и 1,1 МПа соответственно. Эти значения малы по сравнению с пределом текучести материала моноопор на кручение, который обычно больше 300 МПа.

Под действием продольно-поперечного изгиба и кручения моноопора находится в двухосном напряженном состоянии. Для оценки влияния крутящего момента и создаваемого им напряжения на общее напряженное состояние моноопоры следует воспользоваться теорией наибольших касательных напряжений. По этой теории условное (без учета коэффициента запаса) допустимое нормальное напряжение в опасной точке моно-

Таблица 3.5

Расчетные значения [оу] моноопоры из труб круглого сечения, кПа

Диаметр трубы,

Толщина стенки

Предел текучести от

, МПа

10-3 м

трубы, 10 3 м

550

650

750

 

 

168

10

549, 89

649, 91

749, 92

 

 

549, 34

649, 44

749,51

 

 

 

14

549, 94

649, 95

749, 95

 

 

549,61

649,67

749,71

 

 

324

10

549, 99

549, 96

649, 99

749, 99

649, 97

749, 97

 

 

 

14

549, 99

650, 00

750, 00

 

 

549, 98

649, 98

749, 98

Примечание.

В числителе при

т = 2 кН-м, в знаменателе при т = 5 кН-м.

 

опоры от сил продольно-поперечного изгиба может быть вычислено по условию прочности

[image]

где от - предел текучести материала моноопоры; т - касательное напряжение в опасной точке моноопоры от крутящего момента.

В табл. 3.5 приведены значения [Оу] для моноопор из труб диаметрами 0,168 и 0,324 м, рассчитанные по формуле (3.22) при значениях крутящего момента 2 кН-м (числитель) и 5 кН-м (знаменатель). Анализ данных этой таблицы позволяет сделать следующий вывод.

В инженерных расчетах моноопорного основания на прочность касательные напряжения от крутящего момента, возникающего при вращательном бурении, можно не учитывать. Даже при крутящем моменте в 2,5 раза большем, чем используемый на практике, [Оу] « от.

При использовании бурового оборудования со значительно большим крутящим моментом или моноопор с меньшим полярным моментом сечения расчеты необходимо выполнять с учетом напряжения кручения.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:3248 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:6282 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:3369 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Кинематический анализ геометрически нели…

Кинематический анализ геометрически нелинейных систем Как будет показано ниже, расчетные схемы вантовых систем можно представить шарнирно-стержневыми моделями. При расчетах, особенно если они выполняются на ЭВМ путем в общем-то формальным, особое значение приобретает...

20-09-2011 Просмотров:5603 Вантовые покрытия

Введение

В нашей стране за годы советской власти возникло более 1000 новых городов, многим из которых не более десяти лет. Закладываются города в необжитых местах, например в районах Сибири и Дальнего...

27-07-2010 Просмотров:9667 Постоянное планово-высотное съемочное обоснование

Первая собственная частота колебаний мон…

Результаты, приведенные в разделах 4.5 и 4.6, свидетельствуют о том, что первая собственная частота р колебаний моноопоры зависит от условий нагружения ее верхнего конца, т.е. от сил тяжести буровых механизмов...

28-01-2011 Просмотров:4055 Морские буровые моноопорные основания