Nepřesnost odhadu rozdělení reziduálního napětí a její vliv na zbytkovou životnost polymerních trubek

Inaccuracy in Residual Stress Estimation and Its Influence on the Residual Lifetime of Polymer Pipes

článek v časopise ve Web of Science, Jimp

en

This paper presents a methodology suitable for estimation of residual lifetime of polymer pipes. The linear and non-linear distribution of residual stresses in the pipe wall is studied using FEM analysis. The approximate relation for the stress intensity factor calculation is presented. It is shown that the presented relation gives a stress intensity factor similar to the FEM analysis for the linear or non-linear distribution of residual stress. The suggested procedure produces a slightly conservative lifetime estimation where the accuracy of the procedure increases with increasing ratio between applied internal pressure level to residual stress level. The accuracy of the residual stress estimation and corresponding stress intensity factor is discussed and a final recommendation for lifetime determination based on simplified methodology is given.

Tento článek popisuje metodologii pro odhad zbytkové životnosti polymerních trubek. Je studováno lineární a nelineární rozdělení reziduálních napětí ve stěně trubky. Je uveden přibližný vztah pro výpočet součinitele intenzity napětí a je ukázáno, že uvedený vztah poskytuje podobné výsledky jako MKP analýza pro trubku s lineárním a nelineárním rozdělením reziduálního napětí. Navržený postup výpočtu dává mírně konzervativní odhad životnosti a přesnost výpočtu se zvyšuje se zvyšujícím se poměrem mezi aplikovaným vnitřním tlakem a úrovní reziduálních napětí. Přesnost odhadu rozdělení reziduálních napětí a odpovídajících součinitelů intenzity napětí je diskutována a je uvedeno doporučení pro výpočty životnosti založené na uvedené zjednodušené metodologii.

This paper presents a methodology suitable for estimation of residual lifetime of polymer pipes. The linear and non-linear distribution of residual stresses in the pipe wall is studied using FEM analysis. The approximate relation for the stress intensity factor calculation is presented. It is shown that the presented relation gives a stress intensity factor similar to the FEM analysis for the linear or non-linear distribution of residual stress. The suggested procedure produces a slightly conservative lifetime estimation where the accuracy of the procedure increases with increasing ratio between applied internal pressure level to residual stress level. The accuracy of the residual stress estimation and corresponding stress intensity factor is discussed and a final recommendation for lifetime determination based on simplified methodology is given.

reziduální napětí; polymerní trubky; pomalý růst trhliny; odhad životnosti

residual stress; polymer pipe; slow crack growth; lifetime estimation

2013

20.09.2013

Trans Tech Publications

Switzerland

1013-9826

2013

592-593

165–168

4