Vliv elikosti vzorku na určení reziduálního napětí ve stěně polymerní trubky

The Effect of Specimen Size on the Determination of Residual Stress in Polymer Pipe Wall

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

en

As a result of the production process, there are axial and tangential residual stresses present in pressure pipes made of polymer materials such as polyethylene or polypropylene. The residual stress magnitude and distribution have a significant influence on the pipe lifetime. In this contribution the results from experiments focused on determining the tangential residual stress distribution in the walls of polypropylene pipes of different dimensions are compared. The experimental method used involves measuring the deformation of ring shaped specimens that were slit in the axial direction. Measured deformation of the ring specimen is a result of the tangential and axial stress superposition. However, the effect of the axial residual stress depends on the specimen axial dimension and tangential residual stress estimated basing on experimental data should be corrected according to axial dimension of the specimen used. The correction suggested in this article is determined based on three-dimensional FEM simulations of the experiment.

Jako důsledek procesu výroby jsou v tlakových trubkách z polymerních materiálů jako je polypropylen a poyletylen přítomna tangenciální a axiální reziduální napětí. Velikost a rozdělení reziduálních napětí mají významný vliv na životnost trubky. V tomto příspěvku jsou porovnány výsledky experimentálního zjištění tangenciálního reziduálního napětí v polypropylenových trubkách různých rozměrů. Použitá experimentální metoda je založena na měření deformace kruhových vzorků, které byly v osovém směru rozříznuty. Změřená deformace těchto vzorků je součtem deformace způsobené tangenciálním a axiálním napětím. Avšak vliv axiálních napětí závisí na axiáním rozměru vzorku a tangenciální napětí určené z experimentálních dat by mělo být korigováno podle toho, jaký axiální rozměr měly použité vzorky. Korekce navržená v tomto příspěvku byla určena pomocí 3D numerického modelování chování vzorků při experimentu.

As a result of the production process, there are axial and tangential residual stresses present in pressure pipes made of polymer materials such as polyethylene or polypropylene. The residual stress magnitude and distribution have a significant influence on the pipe lifetime. In this contribution the results from experiments focused on determining the tangential residual stress distribution in the walls of polypropylene pipes of different dimensions are compared. The experimental method used involves measuring the deformation of ring shaped specimens that were slit in the axial direction. Measured deformation of the ring specimen is a result of the tangential and axial stress superposition. However, the effect of the axial residual stress depends on the specimen axial dimension and tangential residual stress estimated basing on experimental data should be corrected according to axial dimension of the specimen used. The correction suggested in this article is determined based on three-dimensional FEM simulations of the experiment.

polypropylenové trubky, reziduální napětí, metoda rozříznutých kroužků

polypropylene pipes, residual stress, ring deformation methodology

2015

30.01.2015

TTP

Switzerland

978-3-03835-235-8

1013-9826

Advances in Fracture and Damage Mechanics XIII

2015

627

627

141–144

4