纤维增强PE材料增韧效果的研究

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、刚性和断裂韧性，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。