纤维增强热塑性管道熔接补强接头爆破失效机制

摘要

针对当前纤维增强热塑性管道(RTPs)连接接头易腐蚀、易疲劳、外径尺寸大等问题，基于理论模型设计一种新型熔接补强接头，采用有限元仿真与爆破试验相结合的研究方法，揭示纤维增强热塑性管道熔接补强接头在爆破载荷作用下的失效机制；通过将3D Hashin失效准则与最大应力准则相结合，融合剩余刚度模型和内聚力模型，提出基于VUMAT子程序的渐进损伤评估方法。结果表明：管道及接头的最终失效形式为黏接层与熔接区失效，损伤失效过程分为4个阶段：无损伤阶段、黏接层损伤阶段、基体损伤阶段及失效阶段；黏接层的损伤由接头两端向中间扩展，剪切强度不足是造成损伤的主要原因；RTPs增强层基体损伤首先发生在接头附近，并逐步向其他非接头区域扩展，接头区域的基体损伤受到黏接层损伤扩展规律的影响。

关键词

增强热塑性管道 / 接头设计 / 渐进损伤 / 爆破失效 / 内聚力模型