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钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究
一、引言
钢丝缠绕增强塑料复合管是通过钢丝缠绕增强层和塑料层的叠加，用粘结剂或其他粘合技术加固而成的复合管。由于其耐磨、耐压、耐腐蚀、使用寿命长等特性，广泛应用于石油、化工、水利、矿山等领域。然而，在复合管的应用过程中，复合管外压失稳是一个重要的研究问题。
二、研究背景
复合管外压失稳是指在管体的外部施加压力时，管体塑料层屈曲变形，导致钢丝缠绕增强层产生局部压缩损伤或层间分离，失去原有的承载能力和使用效果的现象。其主要原因是由于外部负载作用下，管体变形应力集中在缠绕层降低对塑料管壁的支承能力。
三、试验设计
为研究钢丝缠绕增强塑料复合管的外压失稳问题，设计了一组试验，通过不同的试验方法，研究管体外部压力对钢丝缠绕层和塑料层的影响。
试验装置：试验采用万能材料试验机（INSTRON）和板式夹具，外径为φ50mm，厚度为t=6mm的钢丝缠绕增强塑料复合管。
试验方法：按照负荷持续时间的不同，设计了以下三种试验方法：
（1）即时压试验：在规定的压力下，按照1min的持续时间进行压试验。
（2）短时压试验：按照规定的压力下，进行3min的持续压试验。
（3）长时压试验：按照规定的压力下，进行30min的持续压试验。
四、试验结果分析
试验数据表明，在外压力作用下，钢丝缠绕增强层和塑料层的变形和破坏程度与压力的大小和持续时间密切相关。即时压试验所得的结果表明，在短时间内，钢丝缠绕层和塑料层的损伤程度相对较小；短时压试验的结果表明，外部压力的持续时间对管体的影响显著，钢丝缠绕层和塑料层发生较大的损伤；长时压试验则发现在较长时间下，管体被压后的损伤程度较严重，特别是在外部压力过大或持续时间过长时，管体会产生明显的塑性变形和破坏现象。
五、结论
通过以上试验结果分析可以得出以下结论：
（1）外部压力是钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳的主要原因；
（2）管体的损伤程度和外压力的大小和持续时间相关，管体在外压力持续时间较短时损伤较小，在外压力持续时间长时损伤较严重；
（3）管体的材料及结构强度与复合管的外压失稳有密切关系，需要对其材料强度和结构强度进行优化设计，以提高其抗外压失稳的承载能力。
六、建议
为了提高钢丝缠绕增强塑料复合管的抗外压失稳能力，建议以下措施：
（1）全面考虑外压失稳问题，进行材料及结构强度的优化设计；
（2）加强复合管的品质管理，保证生产质量，提高管体的耐用性能；
（3）加强对复合管的检验和维护，及时发现并处理外压失稳问题，延长复合管的使用寿命。”
七、总结
钢丝缠绕增强塑料复合管是一种应用广泛的管道材料，但其外压失稳问题一直是一个值得关注的问题。通过试验研究，本文深入分析了钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳的原因和影响因素，并提出了相应的建议。本文所得的研究成果对于钢丝缠绕增强塑料复合管的品质改进和管道的可靠运行具有一定的参考价值。