[發(fā)明專利]一種鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破壓力的計(jì)算方法

在審

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113722851A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢珊珊;韓彥彥;劉志鋼;田日紅
• 申請（專利權(quán)）人: 華創(chuàng)天元實(shí)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10;G06F113/14;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

一種鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破壓力的計(jì)算方法，涉及機(jī)械工程力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，包括模型建立，分析步建立，壓力模擬，所述模型建立包括，確定仿真參數(shù)，建立三維有限元模型，裝配模型；所述分析步建立包括，劃分網(wǎng)格，設(shè)置爆破壓力輸出；所述壓力模擬包括，施加壓力模擬工況，提取爆破壓力，該方法運(yùn)用有限元仿真技術(shù)，通過對鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管進(jìn)行三維建模，考慮PE層和經(jīng)緯線的位置關(guān)系，根據(jù)實(shí)際承壓環(huán)境，設(shè)置分析步，以模擬鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破的過程，從而能夠得到鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管的爆破壓力，它具有便于操作、預(yù)測精度高和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械工程力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種爆破壓力的計(jì)算方法，具體為鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破壓力的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管憑借其剛?cè)岵?jì)的力學(xué)特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于石油、化工、市政等領(lǐng)域。由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，并且為承壓管道，主要輸送一些易燃易爆物質(zhì)，因此其承壓能力決定著它的安全可靠性。目前研究鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管承壓能力均采用工裝打壓試驗(yàn)的方式，即打水壓爆破，此種方式效率較低且成本較高，對于大口徑管材而言試驗(yàn)困難，因此迫切需要一種簡單高效的爆破壓力的提取方法，用于模擬和預(yù)測鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管的承壓能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破壓力的計(jì)算方法，具有便于操作、預(yù)測精度高等特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管爆破壓力的計(jì)算方法，包括模型建立，分析步建立，壓力模擬，其特征在于，

所述模型建立包括，確定仿真參數(shù)，建立三維有限元模型，裝配模型；

所述分析步建立包括，劃分網(wǎng)格，設(shè)置爆破壓力輸出；

所述壓力模擬包括，施加壓力模擬工況，提取爆破壓力。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述確定仿真參數(shù)步驟包括，

幾何參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置PE管中PE層厚度，設(shè)置經(jīng)線的條數(shù)和直徑，設(shè)置緯線的螺距和直徑。

材料參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置復(fù)合管中各材料的密度、彈性模量、泊松比和比熱容；

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述建立三維有限元模型包括建立PE管三維有限元模型和經(jīng)緯線三維有限元模型，

所述建立經(jīng)緯線三維有限元模型包括，根據(jù)經(jīng)線、緯線以及所設(shè)置的經(jīng)線的條數(shù)和直徑，緯線的螺距和直徑建立經(jīng)緯線三維有限元模型；

所述建立PE管三維有限元模型包括，根據(jù)PE層厚度，以及復(fù)合管中各材料的密度、彈性模量、泊松比和比熱容建立PE管三維有限元模型。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，根據(jù)所述PE管三維有限元模型和經(jīng)緯線三維有限元模型，按照實(shí)際位置關(guān)系進(jìn)行裝配，調(diào)整PE管和經(jīng)緯線的相對位置。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述分析步建立具體包括，

設(shè)置壓力參數(shù)，設(shè)置壓力大小，壓力變化速度，壓力變化時間，模擬壓力增大過程；

設(shè)置爆破壓力輸出，將壓力參數(shù)整合，作為作用于復(fù)合管的壓力輸出。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述劃分網(wǎng)格步驟包括，對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管模型設(shè)置為六面體的網(wǎng)格，

對所述的PE管和經(jīng)緯線的接觸屬性進(jìn)行設(shè)置，選擇嵌入式接觸，保證PE管和經(jīng)緯線之間存在力的傳遞。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述模擬爆破步驟包括，

邊界條件設(shè)置，設(shè)置鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管模型的邊界條件，設(shè)置鋼骨架塑料復(fù)合管兩端固定；