PE100管的室溫單軸應變循環行為與棘輪效應

尹軍軍，富 陽，董俊華，高炳軍

(1. 河北工業大學化工學院， 天津 300130； 2. 廣東省特種設備檢測研究院中山檢測院， 中山 528400)

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PE100管的室溫單軸應變循環行為與棘輪效應

尹軍軍1，富 陽2，董俊華1，高炳軍1

(1. 河北工業大學化工學院， 天津 300130； 2. 廣東省特種設備檢測研究院中山檢測院， 中山 528400)

摘要：在室溫下對聚乙烯(PE100)管分別進行了單軸拉伸試驗、扭轉對稱應變循環試驗和單軸棘輪效應試驗，探討了不同應變速率下PE管的應力-應變響應，分析了循環應變幅、應變幅歷史對應變循環特性的影響以及均值應力和幅值應力及其加載歷史對PE100管棘輪變形的影響。結果表明：PE100是一種率相關循環軟化材料，無論應變循環特性還是單軸棘輪行為，兩者都強烈依賴于當前的載荷條件和既往加載歷史；PE100管存在產生循環硬化的對稱扭轉應變幅閾值，其值為5%，當PE100管經歷大于該閾值的循環后再經歷后續小應變幅循環時會發生一定程度的硬化，但靜置后這種硬化現象又會消失，表現出時效恢復特性。

關鍵詞：聚乙烯管；應變循環；棘輪效應；應變幅

0引言

聚乙烯(PE，Polyethylene)管具有質輕價廉、抗沖擊性好、抗應力開裂性好、耐腐蝕性優越、連接安全可靠、水流阻力小、使用壽命長等諸多優點，廣泛應用于生活給排水和城鎮燃氣輸送工程中。由于PE管在服役期間需要埋在地下，直接或者間接作用在管道上的載荷既有恒載又有動載，恒載主要有管道自重、覆土載荷和流體重力，動載主要有車輛載荷、地面堆載、溫度載荷、管道內壓、上浮載荷和地震載荷等，其服役期間的應力狀態很復雜，因此有必要對其進行應變控制和應力控制的循環塑性試驗研究，以考察材料的變形與失效行為。……