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纤维增强PE材料增韧效果的研究

庄茁  郭永进  曲绍兴  董亚民  
【摘要】:以聚乙烯(PE)材料为基体,应用玻璃纤维随机或定向分布,增加材料的强度、刚度和断裂韧性,是发展高压大口径复合材料天然气管道的需要。本文基于PFRAC程序的动态断裂分析能力[1],增加了各向异性材料的本构条件,发展了对纤维增强复合材料未开裂和开裂管道的计算功能。由力学性能的试验结果,提供了材料的本构关系,对未开裂和开裂的管道进行了计算分析。结果表明,PE管道经纤维增强之后,与纯PE材料的管道相比,其环向位移下降到53%(纤维随机分布)~5%(纤维沿管道轴向80度分布);裂纹驱动力相应下降到50%~17%,充分反映了纤维对PE材料的增强和增韧效果。

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