《服役條件下玻璃鋼管道長期性能預測的理論與方法研究》是依託武漢理工大學，由陳建中擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：服役條件下玻璃鋼管道長期性能預測的理論與方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳建中
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
玻璃鋼管道具有輕質高強、耐腐蝕、優良的水力性能和節能等特點，是當前國內外給排水管道工程中的主流管材之一。玻璃鋼管道一般按50年的使用壽命進行設計，為保證長期使用壽命，服役條件下的長期性能是其最為重要的性能指標。圍繞服役條件下玻璃鋼管道的長期性能，通過深入的理論分析，揭示玻璃鋼管道在長期服役條件下的失效機理，建立玻璃鋼管道長期性能的控制方程與預測公式，為玻璃鋼管道長期性能預測提供理論依據；通過系統的試驗研究，揭示玻璃鋼管道和原材料的短期性能試驗與長期性能的關係，建立可用於預測長期性能的短期試驗形式與方法；通過機率可靠性分析，將理論預測公式與短期試驗相結合，以短期試驗為預測公式的有效補充，建立低成本、高可靠性、適用性強的長期性能預測方法，並開發通用的預測軟體。這將為玻璃鋼管道的設計提供必要的基礎理論支持，確保長期服役條件下玻璃鋼管道結構的安全可靠性，在工程結構的安全與經濟方面具有重大意義。
結題摘要
本項目圍繞服役條件下玻璃鋼管道的長期性能預測的理論與方法，進行了比較全面系統的研究，完成了預期目標。主要研究成果包括三個方面：（1）通過深入的理論分析，揭示了玻璃鋼管道在長期服役條件下的失效機理。玻璃鋼管道的失效主要源於自身的黏彈性及環境條件的影響，根據Findley冪律定律，結合時間—溫度—應力之間的等效關係，通過移位因子法建立了不同環境條件下的玻璃鋼管道的長期性能預測公式，並通過初始及長期試驗獲得了不同應力水平下具體的移位因子及相關基本參數。（2）結合複合材料細觀力學及黏彈性與彈性之間的相應原理，建立了由基體的長期性能獲得複合材料結構長期性能的基本方法，從而只需根據基體的短期性能及具體鋪層結構形式就可通過理論獲得各種不同鋪層結構的玻璃鋼管道的長期性能，並採用MATLAB編程在軟體中實現了以上過程的計算分析，可直接預測得到玻璃鋼管道的長期性能。（3）分別採用了基於應變基準和應力基準建立了玻璃鋼管道在服役條件下的壽命預測模型與方法，提出了時間相關的聚合物結構的失效準則。根據該方法可以獲得聚合物基複合材料結構在服役條件下的失效時間或滿足設計使用年限要求的最小初始性能參數。
