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压力容器 2023年第4期40卷 37-44页

作者：卢召红何琳琳徐艳顾孝宋东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318 中石油昆仑能源有限公司合肥230031

薄壁内衬复合管受周围环境影响处于复杂受力状态,其衬层受径向力的作用易产生脱层剥离现象,导致内衬层脱层剥离屈曲失效。基于经典的圆柱壳理论,建立薄壁内衬复合管径向力作用下的壳体动力控制方程,推导得到满足复合管径向压力达到临界... 详细信息

薄壁内衬复合管受周围环境影响处于复杂受力状态,其衬层受径向力的作用易产生脱层剥离现象,导致内衬层脱层剥离屈曲失效。基于经典的圆柱壳理论,建立薄壁内衬复合管径向力作用下的壳体动力控制方程,推导得到满足复合管径向压力达到临界值时的计算公式和内衬层最小厚度的计算方法,为后续研究应用提供理论基础。利用双线性内聚力关系建立数值分析模型,考虑内衬层厚度对薄壁内衬复合管径向屈曲的影响,将理论结果与数值分析结果对比分析。结合相关算例和试验结果与本文数学分析模型结果对比,进一步验证数学模型的准确性和可靠性。结果表明,复合管径向临界屈曲的数值分析结果、算例和试验结果与理论结果对比,最大误差均在实际应用允许范围内。研究方法可以用于分析径向力下复合管道内衬层的脱层屈曲问题,为进一步研究非开挖管道的内衬修复技术提供理论依据。

关键词：薄壁内衬复合管临界屈曲压力脱层剥离最小厚度

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脉冲力作用下薄壁内衬复合管层间应力状态分析

脉冲力作用下薄壁内衬复合管层间应力状态分析

引用

作者：韩璐泽东北石油大学

学位级别：硕士

传统管道因其防腐性能差、维修困难等缺点,逐渐无法满足复杂的运输环境。因此本文基于复合管具有防腐性好、高承压等优点,提出了一种以玻璃钢材料作为内衬层与金属钢管通过粘结形成的薄壁内衬复合管,其力学性能可以满足复杂环境下安全... 详细信息

传统管道因其防腐性能差、维修困难等缺点,逐渐无法满足复杂的运输环境。因此本文基于复合管具有防腐性好、高承压等优点,提出了一种以玻璃钢材料作为内衬层与金属钢管通过粘结形成的薄壁内衬复合管,其力学性能可以满足复杂环境下安全稳定输送的要求。复合管在实际运行中,受输送压力或外界动力荷载的影响,层间易发生脱层剥离现象。因此对复合管在脉冲力作用下的层间应力状态变化进行分析,可以为复合管在随机振动下的力学性能研究做基础,也为设计制作方面提供参考依据。对由X52N钢板和玻璃钢板,通过粘结制成的复合板进行模态试验,基于层间相互作用本构建立同尺寸复合板有限元分析模型。通过改变玻璃钢的厚度,分析不同玻璃钢厚度对复合管材料固有频率的影响。通过试验得出的频响函数曲线计算得到复合板的固有频率与有限元模拟结果得到的数据进行对比,验证复合管材层间相互作用在动力学分析中的可行性。建立复合管有限元分析模型,分析径向脉冲力作用下复合管的层间应力状态变化。研究内衬层厚度、外基层管厚度、粘结强度等因素对层间应力状态的影响,得到复合管在径向脉冲力作用下的动力响应特征。研究结果表明,增加内衬层厚度可以有效地减小层间应力,而增加粘结强度会导致层间应力的增大。当粘结强度不足时,可以通过改变内衬层厚度来弥补粘结力的不足。研究轴向脉冲力作用下对复合管层间应力状态的影响。分析内衬层厚度、外基层管厚度、粘结强度等因素对层间应力状态的影响,得到了复合管在轴向脉冲力作用下的动力响应特征。研究结果表明,增加内衬层厚度和粘结强度可以有效地减小层间应力,而增加外基层管厚度会导致层间应力的增大。研究结果可为薄壁内衬修复再生管道截面设计及复合管在动荷载下的脱层剥离问题研究奠定基础。

关键词：薄壁内衬复合管脉冲力层间应力模态分析层间作用

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冲击力下薄壁内衬复合管界面黏结强度效应分析

引用

河南科技 2024年第6期51卷 52-57页

作者：卢召红徐畅彭郑飞王威东北石油大学黑龙江大庆163318 大庆石油化工工程检测技术有限公司黑龙江大庆163714

【目的】研究薄壁内衬复合管在受冲击力作用下的界面黏结强度对层间剥离屈曲的影响。【方法】建立薄壁内衬复合管在弹性阶段的非线性分析模型,对薄壁内衬复合管材模态试验与分析模型的分析结果进行对比,验证有限元分析模型可靠性。通过... 详细信息

【目的】研究薄壁内衬复合管在受冲击力作用下的界面黏结强度对层间剥离屈曲的影响。【方法】建立薄壁内衬复合管在弹性阶段的非线性分析模型,对薄壁内衬复合管材模态试验与分析模型的分析结果进行对比,验证有限元分析模型可靠性。通过改变衬层与原基层管壁间的界面黏结强度,研究复合管在冲击力下的动态特征。【结果】研究结果表明,当冲击荷载较小、管道变形处于弹性阶段时,薄壁内衬复合管的损伤大都集中在层间界面处。界面黏结强度对层间剥离屈曲有较大的影响,随着层间界面黏结强度的增加,外基层管与内衬层的最大等效应力差值减少。此外,外基层管和内衬层的变形协调性能力随着黏结强度增加而增大,径向层间位移减小,增加了复合管的整体性和连续性。【结论】研究结果可为薄壁内衬修复管道设计方法及层间界面效应分析提供参考。

关键词：薄壁内衬复合管界面黏结强度冲击力层间剥离

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