3 钢塑复合管快速接头失效分析
    钢塑复合管快速接头失效主要是卡箍，卡箍的失效分析是通过对断裂表面的机械受力和材料性能的研究实现的。采用Autodesk Inventor 2015软件仿真方法建立一个卡箍的三维模型，并对卡箍内应力和安全系数进行仿真，仿真结论为最小安全系数为3.88 ul，最大安全系数为15 ul。卡箍的三维模型和安全系数仿真结果如图5所示。卡箍断裂位置一般发生在连接根部，说明在连接根部内应力较大，安全系数最小，并最终导致卡箍韧性断裂。

    4 钢塑复合管快速接头系统的性能特点
   （1）结构合理
    其设计结构具有三重保障，保证了钢塑复合管路连接的可靠性和持久性。橡胶密封圈采用独特的C型结构，使得管内压力越大，密封性能越好，且其材料可根据不同的输送介质按照相应的国家标准选取；卡箍的沟槽与钢塑复合管材的管端凸头全圆周啮合，保证了管端凸头受力的均匀性；卡箍的连接采用高强椭圆颈螺栓结构，其椭圆颈与卡箍本体上的椭圆孔相配，防止了紧固时螺栓的转动，保证了快捷方便的施工安装；卡箍本体选用具有高强度和高延伸率的球墨铸铁，确保了连接件的承压能力高于钢塑复合管材。
   （2）安装快速
    沟槽式管件和钢塑复合管之间不需焊接，不需二次施工处理，安装速度比普通法兰连接快3倍以上。
   （3）结构简单
    沟槽式连接的卡箍比法兰轻，连接螺栓数量少，舍弃了法兰接头的套对开环及对孔等复杂程序，其作业无需特殊技术，且作业人员只需一把扳手单侧操作即可完成管道的连接。
   （4）使用安全
    沟槽式连接件配管工程无需用电动火，只需机械组装。避免了因焊接漏料造成钢塑复合管路内径缩小现象，确保了工地的安全，减小了管路的流阻，特别适合于禁火工地。
   （5）施工经济
    沟槽式连接件与传统的法兰相比，施工的总费用可节约10％～20%。
   （6）隔振明显
    由于有C型橡胶密封圈的吸音和减震的作用，从而防止了管路震动的传播。
   （7）占用空间小
    沟槽连接件与普通法兰连接件相比占空间比例小，紧固螺栓无方向性，特别能克服因工作空间狭小带来的不便。
   （8）系统可具柔性
    系统采用柔性卡箍连接，允许钢塑复合管有一定的角度偏差及相对错位，其偏转角度最大在20-30，两管端之间留有3～5 mm间隙，可适应管道的膨胀、收缩。
   （9）维护方便
    维修或更换只需拆下卡箍及螺栓即可，便于管路的延伸、更换、转动方向等。

    5 结论
    采用Autodesk Inventor对钢塑复合管快速接头进行三维建模设计，并进行安装和失效仿真，根据卡箍安全系数仿真结论，卡箍最小安全系数为3.88 ul，最大安全系数为15 ul，完全符合相关标准和使用要求。本设计方法简单可行，提高了设计的效率，具有重要的指导意义和应用价值，设计产品经制造和现场使用，具有结构合理、安装快速、结构简单等特点。
 

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