几何分子构型探究

几何构型主要包括内外层PE的径厚比和加强层层数。

1）外层PE径厚比

图20.25为外层PE径厚比D1/t1对玻纤增强柔性管屈曲荷载的影响。玻纤增强柔性管的外径分别为200 mm、205 mm和210 mm，对应的径厚比D1/t1分别为50.0、22.8和15.0。如图20.25所示，当外层PE径厚比从50.0减小到15.0时，屈曲荷载则从5.59 MPa增长到7.66 MPa，增长了37.0%。这个结果显示，对于玻纤增强柔性管来说，外层PE的径厚比D1/t1对屈曲荷载有很大影响。随着径厚比D1/t1减小，玻纤增强柔性管的失稳临界压力增长。在设计玻纤增强柔性管时，应适当减小外层PE径厚比。

图20.25　不同外层PE径厚比D1/t1下玻纤增强柔性管外压-椭圆度关系曲线

2）加强层层数

分析8层和26层玻纤增强柔性管在静水外压下的屈曲特性。如图20.26所示，8层玻纤增强柔性管的屈曲载荷为3.68 MPa，26层玻纤增强柔性管的屈曲载荷为6.54 MPa，增幅为77.7%，相应的椭圆度由4.6%减小到3.5%。随着加强层层数的增加，玻纤增强柔性管抵抗静水外的能力越来越强，且增幅十分明显。(www.xing528.com)

图20.26　不同加强层层数下玻纤增强柔性管外压-椭圆度关系曲线

3）内层PE径厚比

图20.27为不同内层径厚比下压力-椭圆度曲线。当玻纤增强柔性管内径分别为147 mm、152 mm和157 mm时，内层径厚比D2/t2分别为10.2、14.8和27.2。当内层PE径厚比从10.2增长到27.2时，玻纤增强柔性管的屈曲载荷从7.0 MPa降为4.3 MPa，减小了39.0%，相应的椭圆度从5%降为2.9%。分析结果显示，内层PE径厚比对玻纤增强柔性管抵抗屈曲的能力影响很大，随着内层径厚比的增加，玻纤增强柔性管的屈曲载荷下降。

图20.27　不同内层PE径厚比D2/t2下玻纤增强柔性管外压-椭圆度关系曲线