薄壁衬层再生复合管材层间界面力学行为分析

作     者：卢召红 王凯勃 王尊策 徐艳 刘海水 LU Zhaohong;WANG Kaibo;WANG Zunce;XU Yan;LIU Haishui

作者机构：东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318 中国石油管道科技研究中心油气储运重点实验室河北廊坊065000 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2021年第53卷第4期

页      面：92-100页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51578120) 国家自然科学青年基金项目(11402051)。 

主　　题：薄壁衬层 再生复合管材 界面力学性能 本构关系 

摘      要：为研究薄壁衬层再生复合管材层间界面力学行为,对带腐蚀缺陷管钢与薄壁不锈钢衬层所组成的复合管材进行切向与法向拉伸破坏试验,基于试验结果,建立了带腐蚀缺陷管钢修复后的有限元分析模型。试验试件在切向力作用下的试验结果表明,随着带腐蚀缺陷管钢腐蚀程度的增加,粘结层与基层管钢剥离所占的比例逐渐减小,界面极限强度逐渐增大,界面黏聚力随着腐蚀损失率的增加略有增加,但随着粘结材料失效所占比例的增加,这种增加趋势慢慢趋于平缓,层间界面切向破坏以粘结材料内聚力失效为主。试验试件在法向力作用下的试验结果表明,各试件的破坏形式基本相同,破坏以粘结层内聚力失效破坏为主。利用差值法建立复合管材层间界面切向应力与相对位移双线性本构关系模型,界面法向应力与相对位移之间的关系也可简化为双线性本构关系。通过有限元分析模型对试件进行了数值分析,分析结果与试验结果基本吻合,双线性界面内聚力模型在有限元模型分析中能够准确模拟薄壁内衬复合管材层间力学性能,研究内容和结果可为埋地管道非开挖连续内衬修复技术提供理论依据。