unit Main;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, Math, Menus;
const
// Общие характеристики стали
//        Puasson = 0.28;
//        Yung = 206000;
        Yung = 216000;
        Puasson = 0.28;
        e_0u = -0.5;
        P_Rab = 7.2;

        DeltaP = 0.01;
        DeltaT = 0.1;
        CorrSpeed = 1;
type
  TfmMain = class(TForm)
    bCalc: TButton;
    lResursName: TLabel;
    lDangerName: TLabel;
    lPressureName: TLabel;
    lResurs: TLabel;
    lDanger: TLabel;
    lPressure: TLabel;
    Panel1: TPanel;
    Label7: TLabel;
    Label8: TLabel;
    Label9: TLabel;
    eDepth: TEdit;
    eLength: TEdit;
    eWidth: TEdit;
    eThickness: TEdit;
    eDiameter: TEdit;
    Label10: TLabel;
    Label11: TLabel;
    lTest: TLabel;
    Label1: TLabel;
    Label2: TLabel;
    Label3: TLabel;
    lKBD: TLabel;
    cbSteel: TComboBox;
    Label4: TLabel;
    cbDeform: TCheckBox;
    PopupMenu1: TPopupMenu;
    N1: TMenuItem;
    procedure bCalcClick(Sender: TObject);
    procedure N1Click(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
    __Length,__Width,__Depth,__Diameter,__Thickness:Extended; // исходные параметры дефекта
    _Length,_Width,_Depth,_Diameter,_Thickness:Extended; // параметры дефекта с учетом развития во времени
    Radius: Extended; // Исходные параметры трубы
    Length,Width,Diameter,Thickness,Thickness_Ost:Extended; //параметры дефекта с учетом деформации
    Len_pr:Extended; // Приведенная длина
    a_0,a_Fi,a_z:Extended; // коэффициента концентрации напряжений
    Tau_Fi_Nom,Tau_Z_Nom:Extended;  // номинальные компоненты напряжений
    Tau_Fi_E,Tau_Z_E:Extended;  // условно-упругие компоненты напряжений
    Tau_Fi,Tau_Z:Extended; // упруго-пластические компоненты напряжений
    Tau_I,Tau_I_Nom,Tau_I_E:Extended; // интенсивности номинальных и местных упругих напряжений
    ae,aN:Extended; // упругий и Нейберовский коэффициенты концентрации
    mu,k: Extended; // упруго-пластический модуль сдвига и объемный модуль упругости
    E_Fi,E_Z,E_R:Extended; //компоненты деформации
    E_Fi_Nom,E_Z_Nom,E_R_Nom:Extended; //номинальные компоненты деформации
    E_I,E_0,E_1,Q:Extended;  // интенсивность деформации, объемная деформация, наибольшая деформация удлинения
    P_02: Extended; // наибольшее допустимое давление при испытаниях трубопровода
    P_B: Extended;  // полное проектное давление
    P_Calc,P_result,t,UR:Extended; // искомое давление и условный ресурс
    Result:Extended;
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  fmMain: TfmMain;

implementation

uses About;

{$R *.dfm}

procedure TfmMain.bCalcClick(Sender: TObject);
var
E_Fi_C,E_Z_C,E_R_C:Extended;
Fi,Nu,TH,Y:Extended;
Pr_s1,Pr_s2:Extended;
_n,n:Extended;
tmp,tmp2:Extended;
i:integer;
Tau_02,Tau_B,Tau_T:integer;
m,e_0f,e_if,e_iu:Extended;
cycle:integer;
function Intensivity(a,b,c:Extended;Devider:integer):Extended;
begin
 Result:=SQRT(2)/Devider*SQRT(SQR(a-b)+SQR(b-c)+SQR(c-a))
end;
begin
bCalc.Enabled:=False;
case CbSteel.ItemIndex of
0: begin
// характеристики стали 17ГС
Tau_02 := 450; Tau_B := 550; Tau_T := 420; m := 0.09; e_0f := 0.0021; e_if := 1.4; e_iu := m; end;
//Tau_02 := 345; Tau_B := 510; Tau_T := 360; m := 0.09; e_0f := 0.0021; e_if := 1.4; e_iu := m; end;
1: begin
// характеристики стали X70
Tau_02 := 480; Tau_B := 600; Tau_T := 450; m := 0.1; e_0f := 0.0025; e_if := 1.8; e_iu := m; end;
2: begin
// характеристики стали Ф
Tau_02 := 500; Tau_B := 650; Tau_T := 460; m := 0.11; e_0f := 0.0026; e_if := 1.8; e_iu := m; end;
end;
    try
// Преобразование исходных данных в числа
__Thickness:=StrToFloat(eThickness.Text);    // Толщина стенки трубы
__Diameter:=StrToFloat(eDiameter.Text)-2*__Thickness; // Внутренний диаметр
__Length:=StrToFloat(eLength.Text);
__Width:=StrToFloat(eWidth.Text);
__Depth:=(StrToFloat(eDepth.Text)*__Thickness)/100;
P_02:=Tau_02*(2*__Thickness)/__Diameter;
P_B :=Tau_B*(2*__Thickness)/(__Diameter);
//_n := (0.5*(P_02+P_B))/P_Rab;
_n := (P_02+0.2)/P_Rab;
t:=0;
if cbDeform.Checked then cycle:=10 else cycle:=1;
// начало цикла расчета условного ресурса
repeat
_Thickness:=__Thickness;
_Diameter:=__Diameter;
_Length:=__Length+2*CorrSpeed*t; // расчет размеров дефекта на заданном сроке t
_Width:=__Width+2*Corrspeed*t;
_Depth:=__Depth+CorrSpeed*t;
P_result :=0;
// начало цикла поиска номинального давления методом итераций
repeat
E_Fi:=0; E_Z:=0; E_R:=0; E_Fi_Nom:=0; E_Z_Nom:=0; E_R_Nom:=0;
P_result:=P_result+DeltaP;
//начало цикла определения деформационных размеров дефекта и трубы
for i:=1 to cycle do begin
        {*** Расчет размеров дефекта и трубы с учетом деформации***}
Diameter:=_Diameter*Exp(E_Fi_Nom)+_Width/PI*(Exp(E_Fi-E_Fi_Nom)-1);
Thickness:=_Thickness*Exp(E_R_Nom);
Thickness_Ost:=(_Thickness-_Depth)*Exp(E_R);
Length:=_Length*Exp(E_Z);
Width:=_Width*Exp(E_Fi);
    // *** Расчет коэффициентов концентрации напряжений: ***
        Len_pr:=Length/SQRT(0.5*Diameter*Thickness_Ost); // расчет приведенной длины дефекта
        Fi:=2*Width/Diameter;
        Nu:=Thickness_Ost/Thickness;
        a_0:=3-Power(2,(3*Nu-1)/(2*Nu));
        TH:= TanH((SQRT(3)/2)*(Len_pr+Nu*PI-PI));
        a_Fi:=(1+Nu*a_0)/(2*Nu)+TH*(1-Nu*a_0)/(2*Nu);
        a_Z:=(Pi*Nu+2*(1-Nu)*sin(Fi/2))/(Nu*(Pi-Fi/2*(1-Nu)))+((a_0-1)*(Pi-Fi/2))/Pi;
        Tau_Fi_Nom:=(P_result*Diameter)/(2*Thickness);
        Tau_Z_Nom:=Tau_Fi_Nom/2;
        Tau_I_Nom:=Intensivity(Tau_Fi_Nom,Tau_Z_Nom,0,2);
        Tau_Fi_E:=Tau_Fi_Nom*a_Fi;
        Tau_Z_E:=Tau_Z_Nom*a_Z;
        Tau_I_E:=Intensivity(Tau_Fi_E,Tau_Z_E,0,2);
        ae:=Tau_I_E/Tau_I_Nom;
        if (Tau_I_Nom <= Tau_T) and (Tau_I_E <= Tau_T) then aN:=ae
                else if (Tau_I_Nom >= Tau_T) and (Tau_I_E >= Tau_T) then aN:=Power(ae,(2*m)/(1+m))
                        else aN:=Power(ae,(2*m)/(1+m))*Power(Tau_I_Nom/Tau_T,(m-1)/(m+1));
  //      Y:=Length/SQRT(0.5*Diameter*Thickness);
        Y:=TanH(SQRT(3)/2*(Length/SQRT(0.5*Diameter*Thickness)-Pi));
        Tau_Fi:=Tau_Fi_Nom*((1-Y)/2*aN+(1+Y)/2*ae);
        Tau_Z:=Tau_Z_Nom*ae;
        Tau_I:=Intensivity(Tau_Fi,Tau_Z,0,2);
        Mu:= Yung/(2*(1+Puasson));
        if Tau_I>Tau_T then
                            Mu:=Mu*Power(Tau_I/Tau_T,(m-1)/m);
        K:=Yung/(3*(1-2*Puasson));
        // расчет компонент деформации
        E_Fi:=Tau_Fi*(1/(9*k)+1/(3*Mu))+Tau_Z*(1/(9*k)-1/(6*Mu));
        E_Z:=Tau_Z*(1/(9*k)+1/(3*Mu))+Tau_Fi*(1/(9*k)-1/(6*Mu));
        E_R:=(Tau_Fi+Tau_Z)*(1/(9*k)-1/(6*Mu));
        E_I:=Intensivity(E_Fi,E_Z,E_R,3); // расчет интенсивности деформации
        // расчет номинальных компонент деформации
        E_Fi_Nom:=(Tau_Fi_Nom*(1+Puasson)-Puasson*(Tau_Fi_Nom+Tau_Z_Nom))/Yung;
        E_Z_Nom:=(Tau_Z_Nom*(1+Puasson)-Puasson*(Tau_Fi_Nom+Tau_Z_Nom))/Yung;
        E_R_Nom:=(-Puasson*(Tau_Fi_Nom+Tau_Z_Nom))/Yung;
end;
//*********************************************************
E_0:=(E_Fi+E_Z+E_R)/3;
E_1:=Max(Max(E_Fi,E_Z),E_R);
Q:= arccos((E_1-E_0)/E_I);
Pr_s1:= E_0/e_0f+E_I/e_if;
Pr_s2:=E_0/E_0u+(E_I*cos(Q))/e_iu;
until (Pr_s1>=1) or (Pr_s2>=1);

P_result:=P_result-DeltaP;
if t=0 then P_Calc:=P_result;
t:=t+DeltaT;
n := P_result/P_Rab;
until  (n<=_n) or (t>10.1);

t:=t-DeltaT;
with lDanger do if t=0 then Caption:='Закритический' else
                        if (t>0) and (t<=1) then Caption:='Критический' else
                                if t>5 then Caption:='Незначительный' else
                                        Caption:='Докритический';
// Отображение полученных результатов
lTest.Caption:=FloatToStr(P_Calc);
if t<10 then lResurs.Caption:=FloatToStr(t) else lResurs.Caption:='>'+FloatToStr(t);
if P_Calc/P_B*100<100 then lPressure.Caption:=FloatTostrF(P_Calc/P_B*100,ffGeneral,4,2)
        else lPressure.Caption:=FloatTostrF(100,ffGeneral,4,2);
lKBD.Caption:=FloatTostrF(P_B/P_Calc,ffGeneral,4,2);
 except
      on EConvertError do raise Exception.Create('Неверно заданы параметры расчета.'); end;
bCalc.Enabled:=True;
end;

procedure TfmMain.N1Click(Sender: TObject);
begin
fmAbout.Show;
end;

end.