玻璃纖維增強(qiáng)塑料管長(zhǎng)期剛度研究.pdf

1、本文課題來源：國家自然科學(xué)基金（11102142）——服役條件下玻璃鋼管道長(zhǎng)期性能預(yù)測(cè)的理論與方法研究；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（2012-Ia-023）——聚合物基復(fù)合材料(Polymer Matrix Composites)的流變行為與服役壽命研究。
　　本文以樹脂基復(fù)合材料（Resin Matrix Composites）粘彈性理論和國際上通用的一種長(zhǎng)期性能測(cè)試方法——恒位移測(cè)試為基礎(chǔ)。通過系統(tǒng)的試驗(yàn)研究了三種

2、不同鋪層方式的玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼）（Glass Fiber Reinforced Plastics）管環(huán)在恒位移條件下，不同的初始撓度時(shí)玻璃鋼管剛度隨時(shí)間的變化關(guān)系；建立了任意初始撓度下服役任意時(shí)間后，玻璃鋼管長(zhǎng)期剛度的預(yù)測(cè)表達(dá)式；對(duì)玻璃鋼管道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用的安全可靠性具有積極重要意義。
　　本文的主要工作成果如下：
　?。?）從理論的角度進(jìn)行了推導(dǎo)。對(duì)比區(qū)分了環(huán)剛度和管剛度概念，明確本文所研究的是玻璃鋼管道的長(zhǎng)期管

3、剛度；結(jié)合國內(nèi)外已有的研究成果，從經(jīng)典層合板理論和樹脂基復(fù)合材料的粘彈性理論入手，再考慮玻璃鋼自身的材料特性，建立了玻璃鋼管道剛度與時(shí)間及初始撓度的理論研究模型。從理論上能夠?qū)ΣＡт摴艿篱L(zhǎng)期剛度性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)為接下來的試驗(yàn)研究打下理論基礎(chǔ)。
　?。?）在理論的基礎(chǔ)上，選用了純環(huán)向纏繞、純交叉纏繞以及環(huán)向交叉纏繞相結(jié)合,三種不同工藝鋪層的玻璃鋼管環(huán)作為試驗(yàn)對(duì)象；通過自主設(shè)計(jì)加載裝置，以國際上通用的一種長(zhǎng)期性能測(cè)試方法——恒位移測(cè)

4、試為基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)的試驗(yàn)，研究了三種不同鋪層方式的玻璃鋼管環(huán)在恒位移條件下，不同的初始撓度時(shí)玻璃鋼管剛度隨時(shí)間的變化關(guān)系，經(jīng)過5400多小時(shí)的長(zhǎng)期性能試驗(yàn)，得到了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　?。?）數(shù)據(jù)處理與長(zhǎng)期剛度預(yù)測(cè)。根據(jù)長(zhǎng)期性能試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，通過不同的處理擬合方式，分別得到了各工藝管剛度在試驗(yàn)初始撓度下與時(shí)間的關(guān)系，各工藝管道在任意初始撓度下服役50年后管剛度的衰減情況；并得出環(huán)向鋪層有助于提高管道抗剛度衰減性能的結(jié)論；經(jīng)過不斷試