2  【术  语 — 》。 2.0.1 【 本：条术语是本规范的基！。础层合板《的模量和强度等性能！数据：的表征均建》立在此之上 【。     】该单位？的实质是相当—于用增强《。材料的单位面积质量！参数替换了常规的壁！厚参数？我们通？常接触到材料力学中！的应力和弹性模【量等概念都是—基于：材料的单位截面积(！图1)如《。应力、强《度、弹？性模量的单位均为】M，。P，a(N／mm2)但！纤维增强塑料由于】是层合板复合材料承！载结构为纤维其大】。部分的力学性能特】。。别是拉？伸性能是与纤维量】成正比？的从某种程度上说】设计纤维增强塑料的！承力结构就是设【计纤维？的，用量多？少和形态及》铺设：顺序因此《采用：单位纤维面积—质量：作，为力学性能的变量便！。于设计计算》 ？   》  从图1可以看出！应力σx、单—位宽度载荷》。Nx和壁厚t的【关系为N《x＝t×σx 】 》 ： 图1  应】力，σx：、单位？宽度载荷N》x、壁厚t的关系 ！ ：  《   采用单位宽度！作为力学性能—的表征也是基于【力学：性能主要取决于纤维！量的基？础这是因为树脂含量！基于环境温度—、树脂黏度、操作】手法以？及其他工艺》参数等的变化而【变化造成相同纤维含！。量下：的制品厚度不同【这样在表《象上造成《制品：的强度不同而实【际上其折算成单位】宽度：承载力？是一样的可》通过下列例子—说，明 —。 ，     例1采用！。5层4？50g／m2的短切！毡、宽度为》。50mm；采用邻苯！型不饱和聚酯—树脂：铺层中纤维质量含量！为2：5％～35％—(对应的《树脂含量为65％～！。75：％)根据不同的【操作：手法(如滚压办【法和次数)、环境温！度等的变化》计算壁厚25％(】纤，维质量含量下—同)时6《.75mm；—30％时5.4【4mm？；，35％时4.—51mm壁厚计算】方法见本规范—式(4.3.2-】5)；ρ《g取2540mg分！别按：2，5、30、35取】值ρr通《。常取1？。15：0Wi按《每层450g／m2！短，切毡5？层计算？ ： ：     由于】层合板强度主要为】玻璃纤维承担树脂】含，量的差异对层—。合板整体承载的影响！较小假设最后—破坏载荷《均为30kN左右折！算成截？面强度则为2—5％时89》MPa；3》0，％时110M—Pa；35％时【。133MPa看似强！度离散很大但若【。采用单位宽度的力】学性能计算则数据】稳定 【     例—2采用每《层810g》／m2的玻璃—布共5层、宽度【为50？mm：用邻苯？。型不饱和聚酯树脂】纤维质量含量为【45％～55％(对！应的树脂含量为【45％～55％【)根据不同的操【作手法(滚压办法】和次数？)、环境温》度等壁厚《计算方法《同上计算壁厚—为45％(纤—维质量含量》下同)时5.8【8mm？；50？％时5？.1m？m；5？5％时4《.4：6mm层合板的强度！主要由玻璃纤维布所！贡，献树脂含《量，的差异对《层合板？整体承载的影响较】小，设最后破坏载—荷均为60kN左右！折算成截面》强度则为45—％时204MP【a，；50％时235】。MP：a，；55％《时269M》Pa看似《强度离？散，性很大但若采用单位！宽度的力学性能计算！则数据稳定 】 ： 2.0《.8  简化失效包！络线是在以环向应力！。为横坐标轴》向应力为纵坐—标的坐标系中将若】干应力失效点(环向！应力轴向应力—)连：接所组成的一—条曲线？。该曲线外的应—力状：态点均为失效应力】状态其曲线内—的，应力状态点为安全应！力状态各向同性材料！其，包络线为《一正方？。形，。(图2)而各—向异性材《料为一不规则—。图形(图3》)其：强度特性与》。应力状态《密切：相关单向受力状【态和双向受力状态】。以及双向应力比不同！其承载力完全不同因！此不：能采：用各向同性材料【的失效模式进—行安全性判断缠【绕管道即《属于典型的各向异】性，结构图3为》典型的5《5°缠绕角的缠绕】管道的简化失效包络！线可以看出其失效应！。。力与其环向及—轴向的双向应力比】相关如在涉及轴向强！度时在单向》轴向拉伸状态(环向！轴向＝？01)？和静水压(两—端封堵环向轴向【＝21？)时是完全不一【样的若单独说管材的！哪，。。一个强度时是不【。全面的还应说明另一！个方向的应力状态(！这样更科学)或者说！明获：得该强度的》试验方法《以55？°缠绕的环》氧管道为例轴向【强度当？。01时即管》道轴向单向拉—伸在：“玻璃纤维”—。(玻璃纤《维增强热固》树脂)管纵向抗张性！能的测试方法AST！M D21》05-2001(2！007)中为—75MPa；而当】21时即内》。水压：。状态在塑料》管、管道及管—配，件的短时《间耐液压强度—的试验方法AS【。TM D1599-！。1999(20【。05)？和玻璃增强》热固树脂(玻璃纤维！)，。管及配？。。。件，用液压或压力设计基！础的获得规程A【STM D》2，992-200【6中轴向强》度为125MPa如！果以7？5，MPa为轴向—强度而管《道，应用是？。。纯，的内水压环境—则设计的管道过于】保守而以125MP！a为：轴向强度设计—管道如果该管线热应！力或轴向弯曲—应力引起《的轴向应力》较大如井《下管或者滤》水管则其设计又失】安全因此应进—行失效包络》线分析 《。 ： 】 图2  各—向同性材料简化失效！包络线 — ： 图】3，。  各向异》性材料简化失效包络！线， — ， ，  由于管道的应力！。状态很多要完全绘】制这样的包络—线会：。需要大量的试验数】据为了计《算简化并保证安全性！采，。用3个应力状—态点的？。连，线作为简化失效【包络线(图》4，)即以横《坐标代表环向应力纵！坐标代表《轴向应力《三，个许用应力》点[0？纯轴向拉伸状态(0！1)的许用轴向应】力，。。σa1(《0:1)]；[纯】内水压？作用：状态(21)—的许用环向应力【σah(2:1【)纯内水压作用状】态(：21)许用轴向应力！σa1(《2:1)《]；[纯内水—压作用状态(21】)的许用环》向应力σah—(2:1)》。0]连接成的折线不！同环向轴向应力比】及对应？。的，试验：方法见图5 — 《 图4！  ：简化失？效包：络线： —1-简？化失效包络线 ！ — ， ：。图5  《不同环向《轴向应力比及对应的！试验方法 —