鄭州合縱新材料科技股份有限公司是一家新型隧道逃生管的。
根據(jù)Hertxz接觸力學理論,采用Thornton假設,設材料具有理想彈塑性,則兩接觸物體之間的接觸壓力,在能量分析的基礎上,圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值△與側(cè)向載荷 P之間的關(guān)系,則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值,為圓管材料的屈服應力;H為圓管的厚;D為圓管的直徑。
DN800逃生管道(分子量約為250萬),規(guī)格為Φ超高分子量聚乙烯*30mm其主要參數(shù)取值為:屈服強度σ1=3.7GPa,彈性模量:E1=700MPa;泊松比ν1=0.42; 密度:ρ1=950kg/m3 。
沖擊試件為塊狀花崗巖,初步選定巖塊直徑為0.67m,巖體參數(shù)取值為:彈性模量 E2=40GPa, 泊松比ν2=0.2 ,密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=611kg。取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放,分別對DN800逃生管道和鋼管進行沖擊,此時可根據(jù)能量守恒定律計算出巖塊下落速度,分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算,隨著圓管壁厚的增加,塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。
當塊石下落高度h=7m時、壁厚H=24mm時,DN800逃生管道的凹陷變形值Δ=0.048m,約為圓 管直徑的8%;當下落高度h=5m時、壁厚H=24mm時,凹陷變形值 Δ=0.038m,變形值更小。
此時,DN800逃生管道變形凹陷后,管內(nèi)的通行空間為740mm,滿足人體工程學要求,人能安全通過應急管道。當壁厚較小時,變形值增大,可能不安全,當壁厚更大時,盡管安全性增加,但管材重量 也隨之增加,致使成本上升,搬運困難。 因此,設計中取DN800逃生管道壁厚為30mm是適宜的。
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