论文部分内容阅读
钢骨架增强塑料复合管是一种新型环保管材,对于管材的强度设计和安全使用是工程师们非常关心的问题,由于此类管材开发和应用的时间较短,国家目前还没有发布相关的标准。本文应用通用有限元软件ANSYS,分析了已经投入应用的两种骨架形式的管道(钢丝网骨架增强塑料复合管、钢板网骨架增强塑料复合管)的受力机理及变形情况。本文主要应用有限元法模拟爆破的全过程,并对计算结果进行了有意义的探索,总结出计算变形量、爆破压力、工程使用压力等的相关式;并用近似理论解析法给出了计算复合管的爆破压力的公式;最后用试验数据验证了本文所建有限元模型及近似理论解析法计算的正确性及合理性。作者所做的主要工作如下: 1、分析建模过程中不同的因素对计算结果的影响,建立合理的参数化的有限元模型分析程序,为后续的研究提供可靠的参考模型。 2、分析温度对复合管变形的影响,揭示了管材从弹性变形到塑性变形的全过程,通过研究不同温度下的弹性系数,总结出弹性系数的相关式,这一相关式反映了不同温度下复合管内外表面弹性形变量与工作压力的关系。 3、分析温度对复合管力学性能的影响,确定了钢板网和钢丝网复合管的最大应力点的应力随压力的变化,得出了温度对弹性极限压力和爆破压力的影响曲线并给出了相关的关系式。 4、分析了钢丝不同缠绕结构、钢板孔的轴向间距变化对复合管力学性能的影响。 5、通过对同厚度的纯塑料管与钢丝网复合管爆破压力、弹性极限压力及变形情况的比较分析,验证这种复合管材具有较高的优越性。 6、给出了近似理论解析解的计算公式,并用实验的方法对有限元计算和近似理论解的计算进行验证,并比较了三种方法的优缺点。 总之,作为这方面研究的开始,本文做了大量的工作。通过具体的实例证明,本文的计算模型是正确的。本文的研究方法和所得的结论,不仅为优化设计和可靠性的研究提供了理论依据,而且对于工程施工、安装有重要的指导意义。