Three experimental techniques have been applied to determine residual stresses in polyethylene pipes and fittings. The ring and axal slitting methods were the simplest to perform, however the information obtained was limited to approximating the maximum residual stress values at the inner and outer surfaces. The boring and turning methods were more involved both in experiment and analysis, yet the methods had the advantage of providing more accurate residual stress values and their distributions through the wall thickness. It has been found that the best results can be obtained by coupling both boring and turning methods together. Hole-drilling method of analysis was also investigated and the preliminary findings indicate that the results well replicates those obtained with boring and turning methods. This technique also had the capability for simultaneous measurement of stresses in both circumferential and longitudinal directions. From the measurements made thus far indicate that a biaxial tensile residual stress is present on the inner surface of the extruded plastic pipe and a biaxial compressive residual stress exist on the outer surface. The ,slitting method has under-estimated the compressive stresses at the pipe outer surface and overestimated the tensile stresses at the inner wall. For the injection molded fittings, a parabolic distribution is present, with compressive near both surfaces and tensile at the center region of the wall thickness. The use of slitting method to obtain a first approximation to residual stress recovery upon annealing is also presented.

폴리에틸렌 파이프와 피팅내에 존재하는 잔류응력의 크기와 분포를 시간의존 특성으로 변화된 세 가지의 측정법을 각각 적용하여 연구하였다. 링 및 축 절단 방법은 간단하지만 이들 구조물 내 외면에 존재하는 테와 축 방향의 최고 잔류응력들의 근사치를 구하는데 한정되었고, 터닝과 보링방법은 측정과 그 해석에 있어서 다소 복잡하지만 잔류응력의 크기와 분포를 동시에 정확히 구할 수 있는 장점을 지니고 있었으며, 홀드릴닝 방법에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 터닝 과 보링은 테쪽 방향의 잔류응력을 얻는데 국한되며 홀드릴닝은 양방향 동시측정이 가능하지만 잔류응력의 전체 분포를 구하기 위해서는 정확한 예비검정이 요구되므로 표면으로부터 한정된 깊이의 잔류응력을 구하는데 사용되었다. 압출성형된 파이프와 사출성형된 피팅들로 부터 얻어진 결과들을 통해 잔류응력은 이 축 방향 모두에 비슷한 크기로 존재하고 있으며, 파이프의 경우 내면은 인장, 외면에는 압축잔류응력이 걸린 비대칭 포물선 분포를 이루고 있고 피팅은 양쪽면 모두에 압축 그리고, 벽 중앙 부분에는 인장잔류응력이 걸린 대칭 포물선 상태로 분포하고 있음을 알 수 있었다.

Keywords: plastic pipes and fittings; residual stress and distribution; slitting methods; boring and turning; hole-drilling method