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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M—Pa(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】N,x=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450g/—m2的短切毡—、宽度为5》0mm;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%~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,.,44mm;35%时!4.51《mm壁?厚计算方《法见本规范式(4】.,3.2-5);ρg!取2540mg分别!按25、3》0、:35取值ρr通【常取1150Wi按!每,层450g/—m,2,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30k》N左右折算》成截面?强度则为2》5%时89MPa】;30%时110】。MPa;3》5%时133—MPa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】81:0,g/m2《的,玻璃:布共5层、宽度【。为,50mm《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4!5%~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.:1mm;5》5%时4《.46mm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60【kN左右折算—成截面强度则为【45%时20—4MPa;50%】时,2,35MP《a,;55%时269】MPa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AS】T,M, D2105—-2:0,01:(,2007)中为7】5,MPa;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A!STM 《D1:59:9-1999—(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:AST?M D2992【-2006中轴向】强度为?125MPa—如果以7《5,M,Pa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125【。MP: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(【01)的许用轴向】。应力σ?a1:(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 —