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含球孔缺陷聚乙烯管道热熔接头力学性能分析
含球孔缺陷聚乙烯管道热熔接头力学性能分析
摘要：热熔接头是一种常用于聚乙烯管道连接的方法，而球孔缺陷则是可能出现在热熔接头中的一种常见缺陷。本文将通过力学性能分析，探讨含球孔缺陷的聚乙烯管道热熔接头的力学性能，并针对问题进行讨论。
引言：聚乙烯管道广泛应用于城市供水、排水、燃气输送等领域，而热熔接头作为一种常用的连接方式，在管道安装中扮演着重要的角色。然而，在热熔接头生产过程中，球孔缺陷可能会出现。球孔是由于熔融过程中气体陷入熔体中形成的气泡状缺陷。缺陷的存在会对接头的力学性能产生一定影响，因此有必要对其进行分析。
方法：本文将采用试验和数值模拟相结合的方法，对含球孔缺陷的聚乙烯管道热熔接头的力学性能进行分析。试验部分选取了不同大小和位置的球孔缺陷样品，并通过拉伸试验测量了其力学性能。数值模拟部分采用有限元方法，建立了包含球孔缺陷的热熔接头的模型，并对其进行了力学分析。
结果与讨论：通过试验发现，球孔缺陷会导致热熔接头的拉伸强度和断裂伸长率降低。并且，球孔的大小和位置对接头的力学性能有较大影响，较大的球孔和接近接头壁面的球孔会导致更严重的性能下降。数值模拟结果验证了试验结果，并进一步分析了球孔缺陷的形成原因和对接头应力分布的影响。
结论：球孔缺陷对聚乙烯管道热熔接头的力学性能有一定影响，较大的球孔和接近接头壁面的球孔会导致更严重的性能下降。因此，在接头生产过程中，应加强质量控制，减少球孔缺陷的产生。同时，在设计和使用过程中，应合理选择接头的位置和尺寸，以提高接头的力学性能。
关键词：聚乙烯管道；热熔接头；球孔缺陷；力学性能；试验；数值模拟
Abstract:Thermalfusionjointsarecommonlyusedinpolyethylenepipeconnections,andsphericalvoiddefectsareacommontypeofdefectthatmayoccurinthesejoints.Thispaperanalyzesthemechanicalpropertiesofhotmeltjointsinpolyethylenepipeswithsphericalvoiddefects,anddiscussestherelatedproblemsthroughmechanicalperformanceanalysis.
Introduction:Polyethylenepipesarewidelyusedinurbanwatersupply,drainage,andgastransmission.Asacommonlyusedconnectionmethod,hotmeltjointsplayanimportantroleinpipelineinstallation.However,duringtheproductionofthermalfusionjoints,sphericalvoiddefectsmayoccur.Sphericalvoidsarebubble-likedefectsformedbytrappedgasduringthemeltingprocess.Thepresenceofdefectshasacertaininfluenceonthemechanicalpropertiesofthejoint,soitisnecessarytoanalyzethem.
Methods:Thispapercombinesexperimentsandnumericalsimulationstoanalyzethemechanicalpropertiesofhot-meltjointsinpolyethylenepipeswithsphericalvoiddefects.Theexperimentalpartselectssampleswithdifferentsizesandlocationsofsphericalvoiddefects,andusestensileteststomeasuretheirmechanicalproperties.Thenumericalsimulationpartusesthefiniteelementmethodtoestablishamodelofthehot-meltjointwithsphericalvoiddefects,andconductsmechanicalanalysis.
ResultsandDiscussion:Theexperimentsfoundthatsphericalvoiddefectsreducethetensilestrengthandelongationatbreakoftheho