钢骨架聚乙烯塑料复合管的内应力分析
2022-06-21毛艺伦毕珊珊宋钊欣
机械工程师 2022年6期
毛艺伦,毕珊珊,宋钊欣
(华创天元实业发展有限责任公司,河北廊坊 065000)
0 引言
钢骨架聚乙烯塑料复合管是以优质低碳钢丝网为增强相,管道级聚乙烯为基体,在挤出机生产线上连续成型的新型双面防腐压力管道。由于钢骨架的加强作用,钢骨架聚乙烯塑料复合管的刚度、耐冲击性及尺寸稳定性优于任何一种塑料管材,同时钢骨架本身的结构特征又使得复合管在轴向上保留了一定的柔性,因此该管材具有刚柔并济的特点,不仅运输和安装方便,而且能够承受一定的纵向载荷,广泛应用于石油、化工、市政等领域[1]。
钢骨架聚乙烯塑料复合管具有特殊的结构,作为承压管道,主要输送一些易燃易爆物质,因此其承压能力决定着它的安全可靠性。国内外学者对其承压能力进行了理论和实验研究,研究结果表明:钢丝网骨架,尤其是纬线,对其承压能力起着至关重要的作用[2]。由于它是由两种差异性较大的材料复合而成,因此其承受内压表现出来的力学性能和行为非常复杂。本文以DN400规格钢骨架聚乙烯塑料复合管为例,分别采用理论计算和有限元仿真的方法对钢骨架聚乙烯塑料复合管的内压承受能力进行了研究,并通过爆破内压试验进行验证。
1 钢骨架聚乙烯塑料复合管内压理论计算
1.1 计算模型基本假设
管道在承受内压时,当施加的压力没有超过极限压力时,管材变形处于弹性阶段,因此可以采用弹性变形理论来讨论其应力和变形情况,基本假设为:1)假设钢丝和聚乙烯两种材料为均匀、连续、各向同性的理想弹性体;……
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