【技术实现步骤摘要】
一种HDPE材料性能液压鼓胀测试方法及系统
[0001]本专利技术涉及鼓胀实验测试
，特别是涉及一种HDPE材料性能液压鼓胀测试方法及系统。
技术介绍
[0002]高分子聚乙烯(HDPE)材料广泛应用于居民饮用水的输送、生活用水的排放、市政用水的地埋输送、天然气的输送、电信通讯、部分供热管路、医疗系统固液介质传输等诸多方面。
[0003]HDPE材料相对传统金属材料具有很多优点，成为了城市管网的最佳选择。但目前我国HDPE管的开发和应用水平总体较低，与国外先进水平相比还具有一定差距，要使HDPE管在我国真正大面积使用，如何对其力学性能及破坏行为进行正确评价是需要面对的首要问题。HDPE管作为典型的塑料管，最主要的载荷形式是内压。因而对HDPE管材承受内压载荷能力的研究是正确认识和使用HDPE管材的重要基础，同时也是评价管材原料的重要手段之一。
[0004]内压载荷作用下，HDPE管主要存在三种失效模式。第一是韧性破坏，在较高内压作用下HDPE管开始蠕变扩张，当持续到某一时刻，在管子最薄弱部位处突然隆起，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，所述方法包括：分别采用单轴拉伸试验和液压鼓胀试验测试试件的材料性能，得到拉伸实验数据和鼓胀实验数据；分别根据所述拉伸实验数据和所述鼓胀实验数据进行有限元模拟，得到模拟拉伸数据和模拟鼓胀数据；将所述模拟拉伸数据与所述拉伸实验数据对比，将所述模拟鼓胀数据与所述鼓胀实验数据对比，得到试件力学响应关系。2.根据权利要求1所述的HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，所述采用单轴拉伸试验测试试件的材料性能，得到拉伸实验数据，具体包括：根据试件特性确定工程应力
‑
应变曲线；对试件进行单轴拉伸，记录真实应力应变；在假定拉伸过程中体积不发生变化时，则真实应力应变满足公式：ε
T
＝ln(1+ε)σ
T
＝σ(1+ε)式中，ε为工程应变，ε
T
为真实应变，σ和σ
T
分别代表工程应力和真实应力；选取泊松比，并将所述泊松比加入所述真实应力应变满足公式，得到真实应力应变曲线。3.根据权利要求1所述的HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，在所述所述采用单轴拉伸试验测试试件的材料性能，得到拉伸实验数据之前，还包括：确定试件的超弹性模型为Marlow本构来表征试件的非线性弹性；利用各向同性幂律硬化确定试件塑性模型；选取ductile criterion韧性损伤起始准则判断损伤演化规律。4.根据权利要求1所述的HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，所述根据所述拉伸实验数据进行有限元模拟，得到模拟拉伸数据，具体包括：对单轴拉伸的试件建立拉伸有限元模型；采用三维八节点减缩积分单元对所述拉伸有限元模型进行网格划分；采用显格式积分ABAQUS/Explicit、设定密度、总质量缩放值并控制加载位移和加载速率与单轴拉伸试验测试中保持一致，进行模拟实验，得到模拟拉伸数据，所述模拟拉伸数据包括载荷
‑
位移曲线、不同加载位移时的等效应变云图、失效机制、失效位置和端口形貌。5.根据权利要求1所述的HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，所述采用液压鼓胀试验测试试件的材料性能，得到鼓胀实验数据，具体包括：采用液压鼓胀实验装置对试件进行鼓胀试验，得到鼓胀位移数据和试件应变应力数据。6.根据权利要求1所述的HDPE材料性能液压鼓胀测试方法，其特征在于，所述根据所述鼓胀实验数据进行有限元模拟，得到模拟鼓胀数据，具体包括：按照液压鼓胀实验装置建立液压鼓胀有限元模型；采用三维八节点减缩积分单元对所述液压鼓胀有限元模型进行网格划分；在一阶减缩积分单元设置沙漏控制刚度参数，得到细化网格；
采用显格式积分ABAQUS/Explicit、设定总质量缩放值，将卡具设置为金属材料，设定弹性模量、泊松比和密度值，使用各向同性线弹性本构进行描述；将卡具底端设置为固定端，约束全部自由度，同时对...
【专利技术属性】
技术研发人员：金栋，常亮，徐光明，赵博，荣妍，封士淳，张树燕，武龙河，戚晓平，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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