孙 明,吕海舟,付志强,冉文燊,孙笼笼

(1.中国特种设备检测研究院，北京 100029；2.浙江浙能天然气运行有限公司，杭州 310000；3.浙江浙能技术研究院有限公司，杭州 310000)

0 引言

城镇燃气管道是市政公用设施的重要组成部分。聚乙烯(PE)管道具有优良的耐腐蚀性，使用寿命长，成本相对较低，在燃气领域，无论是新管道铺设或旧管道的修复和更新，聚乙烯管都是主要的选择之一[1]。相对于钢制管道，聚乙烯管道的研究及应用相对滞后，近年来，聚乙烯管道的原料选择、管材质量控制和工程施工等方面的研究较为深入，在多年的实践中也日趋完善，但是聚乙烯管道安全性能评价的研究成果较少[2-3]。承载能力的研究与评价是安全性能评价的重点，尤其是含缺陷聚乙烯管道承载能力研究与评价，可以解决在用聚乙烯管道受外力破坏产生缺陷的情况下，能否继续安全使用的问题，因此具有重要的社会意义和工程价值[4-5]。

1 聚乙烯材料的力学本构模型

聚乙烯材料是介于理想的弹性固体和黏性液体之间的一种黏弹性材料。其力学性质远比钢材复杂，另外聚乙烯材料还具有常温蠕变的性质，屈服应力有明显的应变率效应[6]。因此要对含缺陷聚乙烯燃气管道的承载能力进行研究，必须以充分了解其力学性质为前提。通过拉伸试验，测定其力学性能参数，建立聚乙烯材料的力学本构模型，继而为后续的有限元模拟提供材料属性的相关参数。本次主要选用目前国内用量最大的PE80和PE100两种聚乙烯材料开展研究[7]。……