复合材料增强管线钢管结构设计
发布时间：2018-11-12 17:49
【摘要】：由于复合材料增强管线钢管的钢层和复合材料层的模量差异,钢层承担了大部分的载荷,复合材料的增强作用发挥不充分。为了保证管道完整性、重新分配结构层间载荷比例、提高复合材料利用率,通过对水压爆破试验测试结果与有限元模型进行分析,得出了复合材料增强管线钢管的失效压力及设计压力计算方法,并对预应力和结构层厚度的设计提出了要求:通过预应力处理复合材料增强管线钢管时,增强层的应力不能超过复合材料断裂强度的40%,钢层的应力应该小于钢材的最小拉伸强度;在设计压力下,复合材料层的厚度应该保证应力低于其断裂强度的30%,钢层的厚度应该保证应力低于钢材的屈服强度。研究结果为复合材料增强管线钢管的设计提供了参考依据。
[Abstract]:Due to the difference of the modulus between the steel layer and the composite layer, the steel layer bears most of the load, and the reinforcing effect of the composite material is not sufficient. In order to ensure the integrity of the pipeline, redistribute the load ratio between layers of the structure and improve the utilization ratio of composite materials, the test results of hydraulic blasting and the finite element model are analyzed. The calculation method of failure pressure and design pressure of composite reinforced pipeline steel pipe is obtained, and the design requirements of prestress and structural layer thickness are put forward. The stress of the reinforced layer should not exceed 40% of the fracture strength of the composite material, and the stress of the steel layer should be less than the minimum tensile strength of the steel. Under design pressure, the thickness of composite layer should be less than 30% of its fracture strength, and the thickness of steel layer should be lower than the yield strength of steel. The results provide a reference for the design of composite reinforced pipeline pipe.
【作者单位】： 石油管工程技术研究院/石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室;
【基金】：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“复合材料增强管线钢管及非金属管道超前储备研究”,2014B-3312
【分类号】：TB33;TE973
本文编号：2327781
[Abstract]:Due to the difference of the modulus between the steel layer and the composite layer, the steel layer bears most of the load, and the reinforcing effect of the composite material is not sufficient. In order to ensure the integrity of the pipeline, redistribute the load ratio between layers of the structure and improve the utilization ratio of composite materials, the test results of hydraulic blasting and the finite element model are analyzed. The calculation method of failure pressure and design pressure of composite reinforced pipeline steel pipe is obtained, and the design requirements of prestress and structural layer thickness are put forward. The stress of the reinforced layer should not exceed 40% of the fracture strength of the composite material, and the stress of the steel layer should be less than the minimum tensile strength of the steel. Under design pressure, the thickness of composite layer should be less than 30% of its fracture strength, and the thickness of steel layer should be lower than the yield strength of steel. The results provide a reference for the design of composite reinforced pipeline pipe.
【作者单位】： 石油管工程技术研究院/石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室;
【基金】：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“复合材料增强管线钢管及非金属管道超前储备研究”,2014B-3312
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