基于内聚力模型的高速水流聚脲基涂层剥离破坏模型研究

作     者：李炳奇 张振宇 李斌 刘小楠 杨旭辉 Li Bingqi;Zhang Zhenyu;Li Bin;Liu Xiaonan;Yang Xuhui

作者机构：中国水利水电科学研究院流域水循环模拟和调控国家重点实验室北京100083 河北丰宁抽水蓄能有限公司河北承德068350 南水北调中线干线工程建设管理局河南分局郑州450000 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2020年第52卷第5期

页      码：1538-1546,I0008页

摘      要：冲磨和空蚀破坏是水利水电设施最为常见的病害之一,严重影响水利水电设施的安全运行和效益发挥.泄洪建筑物通常喷涂聚脲基涂层来提高抗冲耐磨性能,但在泄洪高速水流速度作用下抗冲磨聚脲基涂层的剥离破坏机理的研究尚属空白.本文基于高速水流的流态形式,提出了高速水流对泄洪建筑物的力学作用模型,水流作用对泄洪建筑物的载荷主要包括拖曳力、冲击力、脉动力和上浮力;采用内聚力模型表征聚脲基涂层与泄洪建筑物防护体界面的剥离破坏过程,建立了高速水流聚脲涂层的剥离破坏模型,给出了模型的有限元形式方程、本构关系以及损伤起始原则、演化原则和接触碰撞模型.通过聚脲涂层与混凝土基底的剥离破坏试验,分析了不同剥离倾角下界面剥离破坏的拉应力与倾角之间的变化规律,得到了聚脲涂层剥离破坏过程中应力-位移变化关系.根据剥离破坏试验计算了界面剥离破坏断裂模型参数,采用数值方法对模型进行了验证,试验结果与模型计算结果吻合良好,为泄洪建筑物的抗冲耐磨设计提供理论依据.

主 题 词：高速水流 抗冲耐磨 剥离破坏 内聚力模型 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-20-064

馆 藏 号：203978984...