工程流體力學(xué)及數(shù)值模擬結(jié)課論文-采用數(shù)值模擬進(jìn)行輸水塑料管負(fù)壓破壞因素研究(編輯修改稿)
2025-07-11 14:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 服強(qiáng)度、彈性模量和泊松比。觀察并分析塑料管道的負(fù)壓破壞方式。 PVCU 管兩端用法蘭管接口連接，左邊接有注水管，右邊連接空氣負(fù)壓罐，在空氣負(fù)壓罐的底部連接離心泵，在塑料管兩端安裝壓力表來監(jiān)測(cè)塑料管內(nèi)壓力，離心泵用來實(shí)現(xiàn)管內(nèi)負(fù)壓。在管道頂端和管道兩側(cè)安裝位移計(jì)，監(jiān)測(cè)管道的變形量。在管道外壁貼軸向和環(huán)向應(yīng)變片來測(cè)管壁應(yīng)變，利用本構(gòu)關(guān)系測(cè)定管材材料參數(shù)，包括彈性模量和泊松比，然后利用管材參數(shù)計(jì)算管道在外壓作用下的變形。對(duì)比圓形管道和橢圓化的管道在管內(nèi) 負(fù)壓作用下的臨界失穩(wěn)強(qiáng)度。為研究橢圓截面管道的負(fù)壓屈曲失穩(wěn)臨界壓力，可以給管道進(jìn)行預(yù)壓，使管道產(chǎn)生一定量的變形，是其具有一定的橢圓度。 (4)管道負(fù)壓破壞力學(xué)模型的研究 薄壁管道在外荷載作用下，管道截面會(huì)發(fā)生橢圓化。橢圓化將使管道局部產(chǎn)生較大的環(huán)向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，甚至導(dǎo)致管道發(fā)生局部屈曲破壞。同時(shí)，管道受到內(nèi)壓引起的環(huán)向應(yīng)力及軸力引起的縱向應(yīng)力。采用 屈服準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論（形狀改變比能理論）。 屈服準(zhǔn)則可以表達(dá)為如下公式： 2 2 2r r y??? ? ? ? ?? ? ? （ 14） 式中 為縱向應(yīng)力， ?? 為環(huán)向應(yīng)力， 屈服應(yīng)力。當(dāng)管道內(nèi)一點(diǎn)的等效應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力時(shí)，管道發(fā)生屈服，此時(shí)所施加的力即為管道的極限承載力。 本文主要利用理論計(jì)算、有限元軟件 ANSYS 模擬和管道負(fù)壓試驗(yàn)的方法對(duì)塑料管道在負(fù)壓環(huán)境下考慮管道徑厚比、管道長(zhǎng)度、管道初始橢圓率等因素的變形和
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