内压载荷下玻纤增强柔性管的力学性能研究及优化设计建议

本章研究了内压载荷下玻纤增强柔性管的力学性能。通过理论求解、有限元模拟和内压试验三种方法对玻纤增强柔性管进行研究。具体结论如下：

（1）通过对理论方法和试验方法得到的爆破压力值对比，发现两者相对误差较小，符合实际工程要求。说明本章的理论方法计算玻纤增强柔性管的爆破压力值是可行的。

（2）通过理论方法和有限元方法对比，发现两者相对误差相对较小；且在一定内压作用下，最内加强层最先遭到破坏。这说明本章中假设的静水内压下玻纤增强柔性管的失效准则是合理的。玻纤加强层所受到的力远大于内外层PE，验证了玻纤增强柔性管在受内压时，玻纤加强层提供主要承载力。

（3）当玻纤缠绕角度大于45°且小于80°时，随着缠绕角度的增加，玻纤增强柔性管的抗内压能力逐渐增强。当缠绕角度为59°时，轴向和环向两方向变形同比例增加，因此59°可作为玻纤增强柔性管设计中合理的缠绕角度。(www.xing528.com)

（4）从图中可以看出，随着径厚比的增大，玻纤增强柔性管的爆破压力显著下降。所以在设计玻纤增强柔性管时，在保证工程需求的前提下，适当减小管道的径厚比，可以提高管道承受静水内压的能力。

（5）随着加强层层数的增加，玻纤增强柔性管承受静水内压的能力得到显著增强。因此在对玻纤增强柔性管做截面设计时，根据工程需求和成本要求设计加强层层数。