聚乙烯管材残余应力的定性和定量评价

研究了冷却速度、挤出速度和拉伸比等不同挤出工艺对管材物理性能及残余应力的影响,结果表明,随着冷却和挤出速度的增加,PE管材纵向回缩率增大,静液压和SCG破坏时间逐渐降低。通过盲孔应变法研究了不同挤出工艺对管材内外层的释放应变和残余应力分布的影响,研究表明,采用理想化的均匀分布模型不适用于残余应力的定量评价,采用非均匀应力分布模型计算得到的管材外层的残余应力随着冷却和挤出速度的增加而增大,而管材内层的残余应力变化较小,由于管材沿壁厚方向冷却速度的不均匀,内外层残余应力分布存在差异。最终,通过对管材内中外层分别进行拉伸、密度和结晶度等物理性能试验,进一步证明了盲孔法定量评价残余应力的有效性。同时试验发现,当挤出拉伸比太高时,分子链取向严重,管材纵向回缩率增大,静液压和耐SCG性能下降,管材外层残余应力的最大值为14.6 MPa,与材料拉伸屈服强度相比,提高了50%。