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热塑性基体复合材料在循环加载下的时间相关响应

Time-dependent response of thermoplastic matrix composite material under the cyclic loadings

Ismael Figapka Pagore, Guy Richard Kol, Jean Gambo Betchewe · Department of Physics, Faculty of Science, University of Maroua, Maroua, Cameroon
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期刊 / 来源Journal of Thermoplastic Composite Materials
卷/期/页36 / 3 / 1051-1072
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关键词:热塑性基体复合材料循环加载泡沫复合材料有限元分析残余变形应力集中隔热涂层失效机制

摘要整理

在服役条件下,涂有隔热保护系统的钢管受到轴向拉伸和静水压力的循环加载。虽然有限元法通常用于模拟复合材料结构在这些加载下的行为,可以估计系统中产生的应力并判断损伤的多种来源,但对于多层系统中的位移或变形分析,这些计算无法更好地预测其服役行为。现有方法未能充分考虑不同涂层材料的特性,难以准确预测其在循环加载服役条件下的响应。本研究考虑了五层涂层系统中所用热塑性材料的粘性特征。有限元计算表明,应力集中最高的区域出现在与钢管的界面处。模拟结果显示,所施加的载荷导致热塑性基体复合材料中残余变形增加。循环拉伸加载在泡沫复合材料基体中产生裂纹。本研究阐明了管道安装过程中复合材料失效机制的起源,这可能限制其在海洋环境中的使用寿命。以聚丙烯基体复合材料形式存在的泡沫复合材料的拉伸失效是由给定温度下的应力水平引起的。

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