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1. 研究目的与意义（文献综述）
近一个世纪以来，油气能源需求的高速增长推动了管道工程的快速发展。油气管道的建设发展是解决各个地区油气资源产需不平衡的有效方式[1]。目前世界大部分国家和地区已经建立起了完善的油气管网，截止至2015年，全球油气管道总里程达到2057944.9km[2]。截止2017年，我国油气管道总长度总里程已达到13.14万千米，其中天然气管道、原油管道、成品油管道分别占7.26万千米、3.09万千米、2.79万千米[3]，预计2020年将达到15万公里。目前我国已形成西油东进、北油南运、西气东输、连接海外的管道网络布局。近几年，新能源、新技术的发展给传统能源领域带来较大冲击和影响，但“气管道加快发展，油管道平稳建设”的格局不变，十三五，国家相继出台各项鼓励基础设施建设政策，不断推动管道行业持续平稳发展。
油气管道种类大体有三种：金属管道、非金属管道以及复合管道。金属管道由金属材质构成，如钢管、铜管、铝管等。其优点为刚度大，承载能力优良，抗高温等;但易受周围电化学环境影响而发生腐蚀破坏，耐久性不高产生介体泄露甚至爆炸，造成重大经济损失和严重社会影响[4]。据工程事故统计，我国每年因金属管道腐蚀而造成的事故约占事故总量的三分之一[5]。正是基于金属管道腐蚀这一致命缺点，非金属管道的发展和应用得到重视。非金属管道由各种塑料、玻璃钢、橡胶等材料构成，具有耐腐蚀、重量轻、安装运输方便快捷等优点。非金属管道应用领域宽广，目前欧美普遍将塑料管应用在供热采暖、市政排水、油气运输等领域。但非金属管道也存在着刚度低，力学性能差，耐热性差、表面易破损等缺点[6]。纯金属或纯非金属管道由于存在材料单一性的缺陷难以满足现代工业发展的要求，为此人们尝试将非金属材料的柔韧性及耐腐蚀性与金属材料的优越的力学性能结合起来，各取所长，各补所短，研制出了复合管道。
复合管是指由两种或者两种以上化学物质，通过工程加工制造成的新型管道。复合管道制造工艺先进、成本低廉,性能优越、施工方便、广泛应用于石油化工、市政建设等相关领域。复合管可以分为金属增强复合管和非金属增强复合管。本课题着重对钢丝缠绕增强复合材料(psp)进行计算机理论模拟以及实践检测。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、根据钢丝材料性能指标，包括直径、抗拉强度、弹性模量等，使用复合材料微观力学方法（如混合定律）和ansys软件模拟计算钢丝复合材料预浸料带的模量、强度等性能指标，并比较；
2、有限元模拟钢丝复合材料预浸料带制造的管道的性能；
3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4-7周：采用经典复合材料理论方法和ansys 预测钢丝增强复合材料带的模量和强度。
第8-10周：按照设计方案，测试钢丝增强复合材料制造的试样的力学性能。
第11-12周：对典型钢丝增强复合材料管道进行受理分析。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 王红菊, 祝悫智, 张延萍, et al. 全球油气管道建设概况[j]. 油气储运, 2015, 34(1):15-18.
[2] wikipedia. list of countries bytotal length of pipelines [eb/ol]. (2015-11-08) [2016-12-20].http://en.wikipedia.org/wiki/list_of_countries_by_total_length_of_ pipelines.
[3] 刘朝全, 姜学峰. 2017年国内外油气行业发展报告[m]. 北京：石油工业出版社, 2017：120-150.
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