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如何避免截面变形问题

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:假设P1和P2为内外玻璃纤维加强层中绳结构对管道截面产生的压力,位置如图19.2所示,则根据平衡关系及边界条件可以求出压强值为其中,N1=E1ε1A1,N2=E2ε2A2。图19.2中层面间的相互作用推导原理类似,只有截面半径和边界条件不同。在生成其他曲面时,可以利用直纹面逐个生成曲面,也可以使用阵列功能对已有一个角的曲面进行圆形阵列来实现五角星的曲面构成。先以原点为圆心作圆,半径为110。另外用生成直纹面中的方式也可。图2-43隐藏实体曲面

如何避免截面变形问题

拉伸荷载作用下,随着拉伸位移的增加,截面会不断收缩,玻纤螺旋绳结构会对管道截面产生径向挤压应力。假设P1和P2为内外玻璃纤维加强层中绳结构对管道截面产生的压力,位置如图19.2所示,则根据平衡关系及边界条件可以求出压强值为

其中,N1=E1ε1A1,N2=E2ε2A2

式中 N1、N2——每根玻璃纤维绳和HDPE绳的轴拉力;

E1、E2——玻璃纤维绳和HDPE绳在弹性阶段的弹性模量

ε1、ε2——每根玻璃纤维绳和HDPE绳的轴向应变;

A1、A2——每根玻璃纤维绳和HDPE绳的截面面积。

在忽略玻璃纤维绳结构对截面刚度影响的条件下,可基于弹性力学理论推导出层面之间的相互作用力[4]

图19.2中层面间的相互作用推导原理类似,只有截面半径和边界条件不同。根据平面应变假设(即εz为常数),应用胡克定律和平衡方程(由于管道的几何对称性和荷载对称性,切向位移为0),可以得到位移的微分方程为(www.xing528.com)

求解位移的微分方程,将不同位置的边界条件代入,可以求得截面不同位置的径向位移:

在内层r=R1处,

图19.2 层面间相互作用示意图

在中间层r=R1处,

在中间层r=R2处,

在外层r=R2处,

由反力互等定理可知,式(19.9)与式(19.10)数值相等,同理可得式(19.11)与式(19.12)数值也相等。可以求得层间相互作用力σ1和σ2,进而可以求得径向变形β1和β2

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