基于ANSYS的玻璃钢管道蠕变行为研究开题报告

 2021-08-14 02:36:25

1. 研究目的与意义(文献综述)

本文的目的是在ansys中实现玻璃钢管道的蠕变分析。玻璃钢管道具有各种独特的性能,它比金属或混凝土管轻得多,抗腐蚀性能好,比其它轻型材料坚硬结实,因而无需维修;而且可迅速联接,安装操作方便;需要时加入一定比例的碳纤维,就可提高其为某种工程应用的工作性能。世界各地都在使用玻璃钢管道。例如,它们已被广泛地用于灌溉工程,供水系统,加工厂的污水处理,海口以及原油处理。并已在更大的工程出口上表现出优越的潜力。

玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。玻璃钢管道在给排水行业得到广泛应用。作为一种树脂基复合材料,具有较强的蠕变性,当应变达到一定程度,结构就会出现破坏。因此对其蠕变特性进行分析,对玻璃钢管道结构长期使用的安全可靠性具有重大意义。

复合材料在长时间承载时,基体材料的粘弹性能将处于主导地位,粘弹性效应不仅会影响结构的刚度,也会影响结构的强度。随着使用时间的增加,复合材料的模量和强度逐渐降低,蠕变将使结构件产生变形或损坏,可能导致结构失效。因此在结构设计中,蠕变性能是复合材料产品的重要设计数据之一,特别是对于薄壁复合材料结构,蠕变性能是考核结构稳性及失效的基础数据。

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2. 研究的基本内容与方案

本文的基本内容有1)ansys蠕变分析方法;2)玻璃钢管的蠕变特性。计算机技术的发展,促进了有限元技术的应用,有限元模拟比理论模型更能准确的描述聚合物基复合材料的应力应变场,更容易得到整个蠕变过程中的应力应变场的变化。因此近几年有限元模型被广泛的应用在纤维增强聚合物基复合材料的蠕变过程分析中。

对于不同工况下的管道分析,若采用试验方法来分析,则需花费大量的人力、物力,而有限元法在这方面则更优于物理试验,应用有限元理论进行分析,可以有效地对各种荷载条件、地下条件和结构性质情况下的管道进行数学模拟,大大简化了分析过程。本节运用ansys对埋地玻璃钢管道在土中的力学性能进行有限元分析。

管道有限元分析主要包括3部分,即前处理模块、分析计算模块和后处理模块,具体可以分为:建模、网格划分、边界处理、施加荷载、结构分析、求解和计算、结果查看等。本文要分析的玻璃钢复合材料管道采用ansys单元库中solid46单元对其进行网格划分。

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3. 研究计划与安排

第1~3周:查阅文献并完成开题报告;

第4~8周:复合材料的蠕变性能分析;

第9~13周:基于ansys的蠕变分析方法研究;

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4. 参考文献(12篇以上)

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