Detail publikace
Rozdělení reziduálních napětí v extrudovaných polymerních trubkách
PODUŠKA, J. KUČERA, J. HUTAŘ, P. ŠEVČÍK, M. KŘIVÁNEK, J. SADÍLEK, J. NÁHLÍK, L.
Český název
Rozdělení reziduálních napětí v extrudovaných polymerních trubkách
Anglický název
Residual stress distribution in extruded polypropylene pipes
Typ
článek v časopise ve Web of Science, Jimp
Jazyk
en
Originální abstrakt
This paper deals with the experimental determination of residual stress and other inherent properties, density, yield stress, specific enthalpy of fusion and melting point temperature, of a polypropylene grade for pipe applications. The most important of these characteristics is the residual hoop (circumferential) stress, because it has a considerable effect on pipe lifetime. The experimental procedure for obtaining the residual hoop stress distribution by measuring the deflection of axially slit ring specimens is described and the data are evaluated by two approaches – a method based on theory of a curved beam and an older method based on theory of a thick-walled cylinder. Numerical modelling by FEM is employed to simulate the behavior of the ring specimens. The experiment was carried out on a set of 8 polypropylene pipes of different dimensions. The results for these pipes are compared, and a general equation describing the residual hoop stress distribution independently of pipe dimensions is proposed. Also, the influence of axial residual stress on the hoop residual stress is studied and, with the help of FEM, a correction of the results for long pipes is derived.
Český abstrakt
Tento článek se zabývá experimentálním určením reziduálního napětí a dalších základních vlastností, hustoty, meze kluzu, specifické entalpie a teploty tání, polypropylenu pro trubkové aplikace. Nejdůležitější z těchto charakteristik je reziduální obvodové napětí, protože má značný vliv na životnost trubky. Je popsána experimentální procedura určení rozdělení reziduálních napětí měřením deformace rozříznutých kroužků a získaná data jsou vyhodnocena pomocí dvou přístutpů – metody založené na teorii silně zakřiveného prutu a starší metody založené na teorii tlustostěnného válcového tělesa. Pomocí numerického modelování metodou konečných prvků je simulováno chování kroužků. Experiment byl proveden na osmi polypropylenových trubkách různých rozměrů. Výsledky pro tyto trubky jsou porovnány a je navržena obecná rovnice, která popisuje rozdělení obvodového reziduálního napětí nezávisle na rozměru trobky. Kromě toho je také probrána závislost výsledků měření na reziduálním axiálním napětí a pomocí metody konečných prvků je navržena korekce výsledků.
Anglický abstrakt
This paper deals with the experimental determination of residual stress and other inherent properties, density, yield stress, specific enthalpy of fusion and melting point temperature, of a polypropylene grade for pipe applications. The most important of these characteristics is the residual hoop (circumferential) stress, because it has a considerable effect on pipe lifetime. The experimental procedure for obtaining the residual hoop stress distribution by measuring the deflection of axially slit ring specimens is described and the data are evaluated by two approaches – a method based on theory of a curved beam and an older method based on theory of a thick-walled cylinder. Numerical modelling by FEM is employed to simulate the behavior of the ring specimens. The experiment was carried out on a set of 8 polypropylene pipes of different dimensions. The results for these pipes are compared, and a general equation describing the residual hoop stress distribution independently of pipe dimensions is proposed. Also, the influence of axial residual stress on the hoop residual stress is studied and, with the help of FEM, a correction of the results for long pipes is derived.
Klíčová slova česky
polypropylén, extrudované polymerní trubky, reziduální napětí, teorie zakřivených prutů, numerická simulace
Klíčová slova anglicky
polypropylene, extruded polymer pipe, residual stress, curved beam methodology, numerical simulations
Rok RIV
2014
Vydáno
01.12.2014
Nakladatel
Elsevier
ISSN
0142-9418
Ročník
2014
Číslo
40
Strany od–do
88–98
Počet stran
11
BIBTEX
@article{BUT109901,
author="Jan {Poduška} and Jaroslav {Kučera} and Pavel {Hutař} and Martin {Ševčík} and Josef {Křivánek} and Jiří {Sadílek} and Luboš {Náhlík},
title="Residual stress distribution in extruded polypropylene pipes",
year="2014",
volume="2014",
number="40",
month="December",
pages="88--98",
publisher="Elsevier",
issn="0142-9418"
}