高压耐受芳纶纤维增强聚合物基复合材料管道设计

摘要整理

本研究通过在聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）基体中分别添加5%、10%和15%的6 mm短切芳纶纤维增强体，在相同生产工艺和条件下制备了6种复合材料。采用挤出法混合增强体与基体材料，随后通过压制成型技术制成板材。对所有复合材料进行了拉伸试验和夏比冲击试验，并检测了其力学性能。通过信噪比（S/N）分析和方差分析（ANOVA）确定了基体、纤维及添加剂比例对力学性能的影响规律。结果表明，不同配比的复合材料对力学性能产生了差异化影响。基于15% w/w芳纶纤维增强复合材料的力学性能，设计了高压管道。按照ISO 1167标准，在Solidworks软件中设计了长度为500 mm、外径为125 mm（天然气基础设施工程中的标准规格）的复合材料管道，用于后续压力测试。该研究为高压管道应用中芳纶纤维增强聚合物基复合材料的优化设计提供了参考依据。

相关论文