<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">39700</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2020-8-3-12-22</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.23.01 CONSTRUCTION DESIGNS, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Buckling of rotating rods under the action of axial compressive forces taking into account their own weight</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Выпучивание вращающихся стержней при действии осевых сжимающих сил с учетом собственного веса</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Языев</surname>
       <given-names>Сердар Батырович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Yazyev</surname>
       <given-names>Serdar Batyrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>serdariaziev@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Коноплев</surname>
       <given-names>Юрий Геннадьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Konoplev</surname>
       <given-names>Yu. G.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>yori.konoplev@ksu.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Языева</surname>
       <given-names>Светлана Борисовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Yazyeva</surname>
       <given-names>Svetlana Borisovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>iskra1917@bk.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ахтямова</surname>
       <given-names>Л. Ш.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Akhtyamova</surname>
       <given-names>L. Sh.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>sabitov-kgasu@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Донской государственный технический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Don State Technical University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский федеральный университет </institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Kazan Federal University </institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>8</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>12</fpage>
   <lpage>22</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://build-pro.editorum.ru/en/nauka/article/39700/view">https://build-pro.editorum.ru/en/nauka/article/39700/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Статья посвящена решению задач выпучивания вращающихся стержней, подверженных действию сжимающих сосредоточенных сил с учетом равномерно распределённой нагрузки вдоль оси.&#13;
В таком режиме работают, например, быстровращающиеся валы. &#13;
Целью данной статьи является разработка инженерного метода расчета стержней (бурильных труб), апробированных схем и обоснование условий при роторном бурении с учетом собственного веса и различных граничных условий.&#13;
Предложены новые математические модели, описывающие устойчивость стержней с учетом собственного веса, и новый алгоритм для программного обеспечения. Проведено численное моделирование упругого равновесия стержня с учетом распределения интенсивности нагрузки в стержне вдоль оси. При этом рассмотрены различные виды закрепления стержня (граничных условий). &#13;
Усовершенствованы математические модели и программное обеспечение для численного моделирования устойчивости вращающихся стержней при действии осевых сжимающих сил с учетом и без собственного веса&#13;
Отметим, что влияние крутящего момента в исследуемом случае можно не рассматривать, как незначительное в сравнении с указанными выше нагрузками.&#13;
Разработан и научно обоснован новый метод расчета на устойчивость вращающихся стержней, позволяющий учитывать любые граничные условия и действие собственного веса.&#13;
Предложены удобные для практического использования математические выражения, которые дают весьма точные результаты. &#13;
Полученные результаты могут быть использованы в оценке и диагностике состояния образцов конструкционных материалов, процессе проведении экспериментальных исследований и в анализе быстропротекающих вращающихся процессов в стержневых конструкциях переменной жесткости, выполненных из анизотропных композиционных материалов в машиностроении, судостроении, авиастроении, приборостроении, энергетике и т.д.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The article is devoted to the conclusion of resolving equations for solving the tasks of bulging rotating rods subject to the action of compressive co-centric forces taking into account uniformly distributed load along the axis.&#13;
In this mode, for example, fast-moving shafts operate.&#13;
The purpose of this article is to provide an engineer with a method for calculating drill pipes, tested diagrams and justification of conditions in rotary drilling.&#13;
The new mathematical models describing stability of rods taking into account own weight and new software are proposed. Numerical simulation of load intensity distributions in the rod along the axis was carried out, at the same time different types of boundary conditions of rod fixation are used.&#13;
Mathematical models and software for numerical simulation of stability of rotating rods under action of axial compressive forces have been improved.&#13;
Note that the effect of torsion moment in the present case may not be considered as insignificant in comparison with the above loads.&#13;
A new method of calculating stability of rotating rods, allowing to take into account any boundary conditions and taking into account own weight, has been developed and scientifically justified.&#13;
There are proposed mathematical expressions convenient for practical use, which give very accurate results.&#13;
Obtained results can be used in evaluation and diagnostics of state of samples of structural materials, in process of experimental investigations and in investigation of fast-flowing rotating processes in rod structures of variable stiffness, made of anisotropic composite materials in machine-building, shipbuilding, aircraft engineering, instrument-making, power engineering, etc.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>вращающейся стержень</kwd>
    <kwd>дифференциальные уравнения</kwd>
    <kwd>наибольшие прогиб</kwd>
    <kwd>длительный модуль упругости</kwd>
    <kwd>граничные условия</kwd>
    <kwd>частота поперечных колебаний</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Rotating rod</kwd>
    <kwd>differential equations</kwd>
    <kwd>greatest deflection</kwd>
    <kwd>long modulus of elasticity</kwd>
    <kwd>boundary conditions</kwd>
    <kwd>frequency of transverse oscillations</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лейбензон Л.С. Неустойчивость направления вращательного бурения. - Азерб. нефть. хоз-во, 1922, М 8(9), с.67-72.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Leybenzon L.S. Neustoychivost' napravleniya vraschatel'nogo bureniya. - Azerb. neft'. hoz-vo, 1922, M 8(9), s.67-72.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Динник А.Н. Об отклонении буровых скважин при алмазном буре¬нии. - Горн. журн., 1923, № 3/4, с.160-162.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dinnik A.N. Ob otklonenii burovyh skvazhin pri almaznom bure¬nii. - Gorn. zhurn., 1923, № 3/4, s.160-162.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Динник А.Н. Причины искривления буровых скважин при враща¬тельном бурении. Горн. журн., 1925, 10, с.823-630.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dinnik A.N. Prichiny iskrivleniya burovyh skvazhin pri vrascha¬tel'nom burenii. Gorn. zhurn., 1925, 10, s.823-630.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Симонянц Л.Е. Об упругой устойчивости вертикального вращающегося стержня. - Тр. Грозн. нефт. ин-та, 1953, сб. И. Вопр. Геологии нефт. месторождений и бурения скважин, с.47-58.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Simonyanc L.E. Ob uprugoy ustoychivosti vertikal'nogo vraschayuschegosya sterzhnya. - Tr. Grozn. neft. in-ta, 1953, sb. I. Vopr. Geologii neft. mestorozhdeniy i bureniya skvazhin, s.47-58.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Линевский А. Роль направлений и удлинителей в проведении вертикальной скважины. -Азерб.нефт. хоз-во,1932, №2(122), с.64-74.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Linevskiy A. Rol' napravleniy i udliniteley v provedenii vertikal'noy skvazhiny. -Azerb.neft. hoz-vo,1932, №2(122), s.64-74.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упру¬гих систем.-М.: Наука, 1964.-336 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Panovko Ya.G., Gubanova I.I. Ustoychivost' i kolebaniya upru¬gih sistem.-M.: Nauka, 1964.-336 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гуляев В. И. Динамика упругих систем при сложном движении (обзор) // Прикл. механика. - 2003. - 39, № 5. - С. 28 - 51.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gulyaev V. I. Dinamika uprugih sistem pri slozhnom dvizhenii (obzor) // Prikl. mehanika. - 2003. - 39, № 5. - S. 28 - 51.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gulyayev V. I., Gaidaichuk V. V., Solovjov I. L., and Gorbunovich I. V. The buckling of elongated rotating drill strings // J. Petrol. Sci. Eng. - 2009. - 67, No. 2. - P. 140 - 148.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gulyayev V. I., Gaidaichuk V. V., Solovjov I. L., and Gorbunovich I. V. The buckling of elongated rotating drill strings // J. Petrol. Sci. Eng. - 2009. - 67, No. 2. - P. 140 - 148.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gulyayev V. I. and Borshch E. I. Free vibrations of drill strings in hyper deep vertical bore-wells // J. Petrol. Sci. Eng. - 2011. - 78, No. 3. - P. 759 - 764.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gulyayev V. I. and Borshch E. I. Free vibrations of drill strings in hyper deep vertical bore-wells // J. Petrol. Sci. Eng. - 2011. - 78, No. 3. - P. 759 - 764.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gulyayev V. I., Hudoly S. N., and Glovach L. V. The computer simulation of drill column dragging in inclined bore-holes with geometrical imperfections // Int. J. Solids Struct. - 2011. - 48. - P. 110 - 118.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gulyayev V. I., Hudoly S. N., and Glovach L. V. The computer simulation of drill column dragging in inclined bore-holes with geometrical imperfections // Int. J. Solids Struct. - 2011. - 48. - P. 110 - 118.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gulyayev V. I., Khudoliy S. N., and Andrusenko E. N. Sensitivity of resistance forces to localized geometrical imperfections in movement of drill strings in inclined bore-holes // Int. Multiscale Mech. - 2011. - 4, No. 1. - P. 1 - 16.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gulyayev V. I., Khudoliy S. N., and Andrusenko E. N. Sensitivity of resistance forces to localized geometrical imperfections in movement of drill strings in inclined bore-holes // Int. Multiscale Mech. - 2011. - 4, No. 1. - P. 1 - 16.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Боднарь Т. А. Устойчивость вращающегося сжатого стержня //Прикладная механика и техническая физика. - 2000. - Т. 41. - №. 4. - С. 190-197.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bodnar' T. A. Ustoychivost' vraschayuschegosya szhatogo sterzhnya //Prikladnaya mehanika i tehnicheskaya fizika. - 2000. - T. 41. - №. 4. - S. 190-197.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вэньчже Я. Устойчивость вращающегося стержня, нагруженного осевой силой и вставленного в жесткую трубу с зазором //Вестник Московского государственного университета леса-Лесной вестник. - 2002. - №. 5. - С. 179-181.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ven'chzhe Ya. Ustoychivost' vraschayuschegosya sterzhnya, nagruzhennogo osevoy siloy i vstavlennogo v zhestkuyu trubu s zazorom //Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa-Lesnoy vestnik. - 2002. - №. 5. - S. 179-181.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабиров Р. А. Продольно-поперечный изгиб стержня при его вращении в центрифуге //Решетневские чтения. - 2014. - Т. 1. - №. 18.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabirov R. A. Prodol'no-poperechnyy izgib sterzhnya pri ego vraschenii v centrifuge //Reshetnevskie chteniya. - 2014. - T. 1. - №. 18.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Чжао Цзе. Устойчивость стационарных движений механических систем, содержащих деформируемые элементы. - М.: Инст. мех., 2008, диссертация на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Chzhao Cze. Ustoychivost' stacionarnyh dvizheniy mehanicheskih sistem, soderzhaschih deformiruemye elementy. - M.: Inst. meh., 2008, dissertaciya na soiskanie uchenoy stepeni kand. fiz.-mat. nauk.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mohiuddin M. A., Khan K., Abdulraheem A., et al. Analysis of wellbore instability in vertical, directional, and horizontal wells using field data // J. Petrol. Sci. Eng. - 2006. - 55, No. 1. - P. 83 - 92.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mohiuddin M. A., Khan K., Abdulraheem A., et al. Analysis of wellbore instability in vertical, directional, and horizontal wells using field data // J. Petrol. Sci. Eng. - 2006. - 55, No. 1. - P. 83 - 92.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Cunha J. C. Buckling of tubulars inside wellbores: a review on recent theoretical and experimental works // SPE Drill. Compl. - 2006. - 19, No. 1. - P. 13 - 19.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Cunha J. C. Buckling of tubulars inside wellbores: a review on recent theoretical and experimental works // SPE Drill. Compl. - 2006. - 19, No. 1. - P. 13 - 19.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mitchell R. F. and Miska S. Helical buckling of pipe with connectors and torque // SPE Drill. Compl. - 2006. - 21, No. 2. - P. 108 - 115.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mitchell R. F. and Miska S. Helical buckling of pipe with connectors and torque // SPE Drill. Compl. - 2006. - 21, No. 2. - P. 108 - 115.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B19">
    <label>19.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">R. A. Kerr. Bumpy road ahead for world’s oil. Science, 18 Nov.2005, Vol. 310. International Energy Annual 2001 Edition (EIA, U.S. Department of Energy, Washington, DC, 2003).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">R. A. Kerr. Bumpy road ahead for world’s oil. Science, 18 Nov.2005, Vol. 310. International Energy Annual 2001 Edition (EIA, U.S. Department of Energy, Washington, DC, 2003).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B20">
    <label>20.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">W. R. Tucker, C. Wang. An integrated model for drill-string dynamics. Journal of Sound and Vibrations, 1999, 224 (1).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">W. R. Tucker, C. Wang. An integrated model for drill-string dynamics. Journal of Sound and Vibrations, 1999, 224 (1).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B21">
    <label>21.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">C. Sun, S. Lukasiewicz. A new model on the buckling of a rod in tubing. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2006, Vol. 50.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">C. Sun, S. Lukasiewicz. A new model on the buckling of a rod in tubing. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2006, Vol. 50.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B22">
    <label>22.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">J. C. Cunha. Buckling of tubulars inside wellbores: a review on recent theoretical and experimental works. SPE Drilling &amp; Completion, 2004, Vol. 19, No. 1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">J. C. Cunha. Buckling of tubulars inside wellbores: a review on recent theoretical and experimental works. SPE Drilling &amp; Completion, 2004, Vol. 19, No. 1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B23">
    <label>23.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">R. F. Mitchell. The twist and shear of helically buckled pipe, SPE Drilling &amp; Completion, 2004, 19 (1).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">R. F. Mitchell. The twist and shear of helically buckled pipe, SPE Drilling &amp; Completion, 2004, 19 (1).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B24">
    <label>24.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Euler L. Methodus inveniendi lineas eurvas maximi minimive propietate gaudentes sive solution problematic isoperimetric lentissimo sensu accept. - Lausanne et Genevae, 1744, р.245-250.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Euler L. Methodus inveniendi lineas eurvas maximi minimive propietate gaudentes sive solution problematic isoperimetric lentissimo sensu accept. - Lausanne et Genevae, 1744, r.245-250.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
