玻璃钢-不锈钢衬里复合管道应力变形数值模拟

杨建国¹，范成磊¹，侯贤忠²，万鑫¹，方洪渊¹

(1.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨,150001;
2.大庆油化焊接研究所,大庆,163712)

摘要:主要就内径为200 mm玻璃钢-薄壁不锈钢衬里复合管道在工作载荷和过载条件下的应力变形情况进行了数值模拟.数值模拟的结果表明:在设计工作压力下管道是安全的,并且应力、应变和径向位移在玻璃钢壳层和不锈钢衬里的界面处是连续分布的,这保证了载荷在界面处的连续传递;当管道内部压力达到设计工作载荷的2.2倍时,不锈钢衬里几乎达到全面屈服,但玻璃钢壳层中的应力还远远小于其断裂极限,管道仍然具有进一步承载能力;进一步加大载荷至7.4倍的设计压力,玻璃钢壳层达到断裂极限,管道破坏.计算结果与实验结果吻合良好,说明这种复合管道具有较高的承受过载的能力,管道的设计具有较大的安全系数.当内径200 mm长度达6 m充满水的复合管道在距端部1 m处支撑时,管道的最大挠曲产生在管道的中部,最大挠度为0.3 mm,这与实验结果也是一致的.

关键词:复合管道; 应力; 变形; 数值模拟;

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