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4口径钢和玻璃钢复合管的弯曲变形分析.pdf
塑!±!!墨 壅苎塑£墨鱼茎苎 兰
大【]径钢和玻璃钢复合管的弯曲变形分析
…-
周卺簋璃纛所兰2姚0012海6)200126南(上悔玻璃铜研究所上海 舰A,】
摘要:钢和建璃饲复合菅,充分利用钢的刚性和玻璃蛔的耐庸蚀性能,在太口径管中得到广泛应用。在一些.n,lg中,营要
经弯由施工,目兜必须进行弯由jI移分析,确保管子在使甩中,玻璃钢不开裂,连劐防庸蚀的目的。
关t词: 钢玻璃钢管弯曲变彤
1 前言 合管,如图1所示,承受径向拉压时,求出在安全使
玻璃钢具有轻质高强,耐化学腐蚀的特点,广泛 用条件下,复合管能承受的最大线强度。
地应用在化工运输管道、油田和给排水管道中,管径
有很多规格。有一些工程,既要考虑管道的刚度,又
要计及管道的成本,往往采用现成的钢管,在内壁铺
设玻璃铜内衬,如图1。这样既保证了管的耐化学腐
蚀性,又有较大的刚度,成本较低,设备简单,施工方
便。由于工程施工的需要,有一些管子要弯成一定
曲率的弧形;玻璃钢与钢是完全不同的材料,在管子
弯曲时,要保证玻璃钢的变形较小,不产生开裂。
在进行钢和玻璃钢复合管的弯曲变形分析时,
可以按玻璃钢的拉伸延伸章来控制,也可按拉伸强
固1复合营承受拄向拉压戴荷
度控制。在同样的安全系数条件下,两种情况的计
算结果应基本相同。在一般防腐蚀产品设计时,往
3材料性能
往用应变控制。由于本批玻璃钢材料是用MFE一5
使用与某工程施工的同样原材料,同样铺层玻
乙烯基醋树脂制造的,该树脂的延伸率为5%,因此
璃钢材料,在中国上海测试中心玻璃钢/复合材料测
玻璃钢材料拉伸应力一应变曲线是直线,不象一般
试点进行测试,测得拉伸强度。为160MPa,弹性模
玻璃钢材料在30~40%o。(破坏强度)时出现树脂开
量E为8.4GPa,延伸率E为2.05%,应力一应变曲
裂,应力一应变曲线出现拐点。对于这种玻璃钢材
线呈线性。钢材的弹性模量为200GPa。对于耐腐蚀
料,没有必要用0.1一o.2%应变来进行控制,用拉伸
玻璃钢产品,一般取安全系数为8…1,因此玻璃钢的
延伸率除以安全系数作为允许应变进行设计是安全
允许应力和允许应变为:
的。以下对某一工程进行计算。
2技术条件和要求 [口]=号=20MPa (1)
2.1技术条件
[E]=詈=0.256% (2)
某工程的钢管直径d=1020mm,钢管壁厚t=
4弯曲变形计算
15mm,内铺设防腐蚀玻璃钢,厚度为4ram,因此玻璃
4.1按弯曲应力计算
钢管的外径d1-9901E1m,内径d2=982mm。钢和玻
当复合管沿轴向弯曲时,其应力根据材料力学
璃钢复合管要通过河底,在河岸处要弯成圆心角为
复合梁的原理为:
50,弧长为20m的弯度。
2.2技术要求
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