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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MPa(【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!N,x和壁厚t的—关系为Nx=t×】σx: 》 【图,1,  应力σx、【单位宽度载荷Nx、!。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25%~35%(!对,应的树脂含量—为65%~7—5%)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5.44!mm;35%时4】.51mm壁厚计算!。方法见本规范—式,(4.3.2-【5);ρg》取2540m—g分别按25—、30、35取值】ρr通常取》1150Wi按【每层45《0g/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3!。0kN左《右折算成截面—强,度则为25%—时89M《Pa;30%时1】10M?。。。Pa;35%时1】33MPa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】8,。10g/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%~5】5%)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【.88mm;—50:%时5?.1:mm;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204M—Pa;50》%时23《5MPa;55%时!2,69MPa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【。55°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?=,0,1)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AS】TM D《2105-200】。1(2007)【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(2005!),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AS—TM D299【2-2?006中轴向强度为!12:5MPa如果以7】5MPa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】125MPa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σa!h,(2:1)纯—内水压?作用状?态,(2:1)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 —