缠绕玻璃钢管道的热膨胀系数分析

缠绕玻璃钢管道的热膨胀系数分析

年

玻瑞钢复合材抖

第期

附

缠绕玻璃钢管道的热膨胀系数分析徐亮工江苏省化肥工业公司

南京,

摘要

根据复合材抖热弹性理论引入等效热应力和等效热内力计葬方法建立了不同级绕角和安装条件下,,.

玻璃钠管道的热脚胀系数理论和计算方法为玻瑞钢管道设计提供了理论依据

关镇词

玻瑞钢管

热珍胀来数,

复合材料,

缠绕玻璃钢管道具有重量轻强度高耐腐蚀隔热性好及易于安装施工等优点在化工,,,

层合板元的热膨胀系数如图所示缠绕管道由浸胶后的纤维在模,

,

热电输送工程中应用越来越广泛逐渐代替过去使用的金属管道和混凝土管道在化工行业中管道所输送的介质通常具有较高温度而玻,.

,

具表面与管轴线成士.

角即缠绕角缠绕固化,

而成代表管道基本特性的分析单元是取自管

,

壁的单元体也称层合板元系由数层缠绕层构,

璃钢材料本身热膨胀系数较大且呈现各向异性管道的热膨胀特性及其它因素对设备产生,

成缠绕层也称为单层其在纤维方向上有四个,,

弹性常数即纵向模量比天及剪切模量

,

横向模量

,

泊松.

不利影响因此管道的热应力与热强度都是管

.

和两个热膨胀系数即

线设计中所必须考虑的问题,,

.

纵向热膨胀系数应力仇街几,

和横向热膨胀系数△.

在

与金属管道不同玻璃钢管道是一种层合结构根据不同的安装条件和使用要求各层的,

,

和温差

共同作用下的应变

由机械应变和热变两部分组成

缠绕角不尽相同管道的热膨胀系数也不同具,

.

体来讲玻璃钢管道的热膨胀系数是结构参数而不是材料常数原则上可以用实验方法测量,,.

,

,

但实际操作中往往很难做到而这又是管道设计中所必需考虑的因此建立一个根据原材料,

特性缠绕角和安装条件确定管道热膨胀系数的理论和计算方法十分必要.

,

图

管道的层合板元示意图

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1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

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缠绕玻璃钢管道的热膨胀系数分析

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称为刚度

系数,

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为考察式,

右端形式上为两个应力相加.

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一是

且

,

具有与应力完全相同的量纲单位.

,

故称其为等效热应力式一是

也称为单层在纤维,

方向的热弹性方程为了建立整个层合板的热弹性方程从而求其热膨胀系数需在共同的方向上建立单层的热弹性方程以层合板坐标,,

一是

为基准的各单层弹性方程均有如下形式

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纤维方向与坐标方向参数的变换关系如下应力应变变换从略可参阅有关材料力学书籍贬兮一,,

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将各单层的应力求和可以得到层合板的热弹性方程夏

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总结上述过程求层合板元的热膨胀系数可以,

概括为以下三个步骤

其中

为第,,

单层的厚度当作用在层合,,

.

由单层弹性模量和热膨胀系数按式

板的内力为零即只有温差作用时层合板的应

求刚度和等效热应力层合板热弹性方程并按式

按变换关系式按式

求建立.

变只有热应变特别的取温差为单位一,

即

△

坐标方向刚度和等效热应力

热应变即为层合板的热膨胀系数

.

计算热膨胀系数

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缠绕玻璃钢管道的热膨胀系数分析

管道热膨胀系数管道的热膨胀系数包括轴向热膨胀系数和径向热膨胀系数一,

轴向受约束径向自由,

地上无膨胀节的管道属于此种类型此时,

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解得径向膨胀系数和轴公

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由于管道安装条件不同某一方向受约束而不,

径向约束轴向自由地下管道可以用这种情况近似估计此时,

能自由膨胀其膨胀系数必须 …… 此处隐藏：341字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……