Analysis of the fracture behaviour of multi-layer pipes

0047162 - ÚFM 2007 SIGLE DE eng A - Abstrakt
Nezbedová, E. - Vlach, Bohumil - Knésl, Zdeněk - Grellmann, W. - Lach, R.
Analysis of the fracture behaviour of multi-layer pipes.
[Analýza lomového chování vícevrstvých trubek.]
Polymerwerkstoffe 2006. Halle: Universitaetdruckerei MLU Halle-Wittenberg, 2006 - (Grellmann, W.). s. 50-51. ISBN 3-86010-856-5.
[Polymerwerkstoffe 2006. 27.09.2006-29.09.2006, Halle]
Grant CEP: GA ČR GA101/05/0227
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: multilayer pipes * fracture mechanics * fracture toughness

A multi-layer pipe consisting of two different layers was analyzed. The inside layer is made of HDPE whereas the outside protective layer is PPH. The relevant numerical model based on the Finite Element Method (FEM- system ANSYS) was used to calculate the stress and strain distribution and to estimate the fracture characteristics. As variables the thickness of the material layers and their elastic modulus were chosen. The J-integral versus crack growth resistance (J-R) curves was determined according to ASTM D 6068 - 96 Standard by using an arc-shaped tensile specimen and the multiple specimen method. The calculated values of the stress intensity factor and the experimentally determined initial values of the J integral make it possible to estimate the critical fracture stress for a two-layer pipe with a different value of the ratio E1/E2. It follows from the results obtained that the corresponding service life of two-layer pipes can be influenced by their material composition and this fact can be used to increase the lifetime of pipes.

Dvouvrstvá trubka tvořená vnitřní vrstvou z HDPE a vnější ochranou vrstvou z PPH byla analyzována. Byl použit relevantní numerický model využívající metody konečných prvků (MKP - systém ANSYS), který umožnil výpočet pole napjatosti a deformace a lomových charakteristik. Jako proměnné byly zvoleny tloušťka vrstev a jejich moduly pružnosti. Hodnota J -integrálu versus poskok trhliny - (J-R) křivky byly stanoveny dle ASTM D 6068 - 96 normy na zkušebních tělesech typu C s použitím techniky více vzorků. Vypočtené hodnoty faktoru intensity napětí a experimentálně stanovená hodnota J - integrálu umožňuje stanovit kritické napětí vedoucí k porušení dvouvrstvé trubky s rozdílnými hodnotami poměru E1/E2. Z výsledků vyplývá, že životnost dvouvrstvých trubek může být ovlivněna materiálovým složením, které může vést ke zvýšení životnosti trubek.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0138151