低碳钢/铝合金双层管的充液弯曲起皱行为(英文)

摘要

双层金属管由内层耐腐蚀合金和外层低碳钢管组成,具有优良的综合性能。通过有限元模拟和实验研究内外层不同厚度比和内部液体压力对低碳钢/铝合金双层管充液弯曲起皱行为的影响,分析双层管充液弯曲出现的两种起皱失稳形式,即分叉失稳和极值点失稳。结果表明:起皱随着厚度比的增加而延缓,双层管稳定性随着厚度比的增加而明显提高。通过有限元模拟确定了最优的厚度比选取范围。当内压较低时,双层管易出现内外层分析缺陷,导致内层铝合金薄壁管出现分叉失稳。随着内压的升高,内层管抗失稳能力明显提高,成型极限增加。实验结果验证了不同内压下的有限元预测结果。通过该研究,确定内压和外层管壁厚的选取方法,得到双层管充液弯曲避免内层薄壁管起皱的机理。