《复合材料概论》课程论文格式要求

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复合材料结构设计 设计要求和原则

复合材料结构设计 设计要求和原则

损伤容限设计要求
缺陷尺寸假设
损伤容限要求含缺陷的结构在规定的使用期内有足够的剩余强度, 缺陷包括初始缺陷和使用损伤
初始缺陷:很难用目视检测方法检出,包括冲击损伤、分层和划伤
使用损伤:鸟撞等高能量外来物冲击及雷击产生的目视易检损伤
损伤扩展要求 复合材料结构为缓慢“裂纹”扩展结构
损伤无扩展,应通过试验支持的分析或由试样、元件或结构件的 疲劳试验来验证,损伤无扩展循环数应考虑复合材料的疲劳分散性 如在规定的检查间隔内出现明显的缺陷/损伤扩展时,须更改设计
结构静强度验证
分散性考虑
复合材料结构的材料和工艺变异性大于目前所用金属结 构的
变异性,在确定设计许用值时考虑
湿热环境考虑
考虑预期最严重的湿热环境影响,可选用环境补偿因子 法,
环境补偿系数法,应力-应变关系外推法和环境箱模拟法
结构耐久性验证
试验要求
要求进行设计研制试验,以便确定设计概念,选材,确定载荷谱 的影响和对关键结构件的耐久性提供早期评估
耐久性设计要求
特殊要求
冲击损伤源
设计时必须考虑使用引起的损伤,研究它对修理、维护、和功能可 能产生的影响,并证实外表面目视不易检出的损伤不影其响耐久性
重复的低能量冲击
冰雹撞击,工具掉落,踩踏引起的损伤是目视不可检,若在某一区 域内的反复冲击可能会影响结构耐久性,根据可能遇到的损伤类型 划分结构区域,并在研制试验程序中评定这些区域耐久性对损伤源 的敏感性
B) 下的吸湿和脱湿是一个可逆过程 C) B) 复合材料结构的吸湿量主要取决于结构形式,场站停放和贮存环
境,
D) 复合材料结构的厚度,单面或双面暴露,表面状况以及在飞机的 部位
E) C) 对于热冲击敏感材料,超声速飞行的高温剖面造成的冷热冲击可 能产生微裂纹,引起材料不可逆损伤,并增大吸湿量

《复合材料概论》课程论文格式要求

《复合材料概论》课程论文格式要求

《复合材料概论》课程论文玻璃钢复合材料院、部:材料与化学工程学院学生姓名:张永煊指导教师:朱莉云专业:无机非金属材料工程班级:材本1103完成时间:2013年6月7日摘要近30年来,科学技术迅速发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对材料性能提出了越来越高的要求。

在许多方面,传统的单一材料已不能满足市场需要。

玻璃钢复合材料比强度高、重量轻、运输安装方便、摩擦阻力小、输运能力高、热应力小、耐磨性好、防腐蚀、可设计性强、维修方便、生产效率高、成本低,使其在现代各方面的应用有着不可低估的作用。

关键词:材料性能;市场需要;玻璃钢复合材料;应用;作用ABSTRACTFor nearly 30 years, the rapid development of science and technology, especial ly advanced by leaps and bounds of science and technology, on the properties of cera mic materials is higher and higher requirements are put forward. In many ways, the tr aditional single material can not meet the market needs. Glass fiber reinforced plastic composite material is high strength, light weight, easy to transport installation, small f rictional resistance, high transport capacity, the thermal stress is small, good abrasionresistance, corrosion resistance, can design strong sex, convenient maintenance, high efficiency, low cost, make its application in modern aspects of having the effect that c annot be underestimated.Key words: Material performance; Market needs; Glass fiber reinforced plas tic composite materials; Applications; role玻璃钢复合材料1概述1.1名字来由由于其强度相当于钢材,又含有玻璃组分,也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能,象玻璃那样,历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃钢”,这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958 年提出的,由建材系统扩至全国。

《复合材料概论》课程介绍

《复合材料概论》课程介绍

《复合材料概论》课程介绍一、课程简介《复合材料概论》最初是复合材料与工程专业的一门专业选修课,后来由于整个专业减学分,又考虑到材料物理专业对复合材料知识几乎没有了解,因为该课程成为材料物理专业的专业选修课。

其主要任务是使学生内容注重理论和实践的密切结合,在讲述基本理论的同时,也讲述大量的应用实例。

通过教学使学生不但掌握复合材料的基本理论知识,更注重学生掌握各类复合材料的特点、应用领域和使用性能等常识性的知识,为学生以后的工作、研究打好基础。

课程的主要教学内容包括:1、复合材料的基础知识复合材料的定义与命名、分类、应用、特性以及我国复合材料的发展潜力和热点。

2、复合材料的基体材料,介绍复合材料的各类基体材料化学组成、结构特点及性能;无机胶凝材料(水泥、镁质胶凝材料、石膏)的分类、生产工艺、凝结原理及应用;有机胶凝材料(塑料、橡胶、纤维),其中重点介绍应用最为广泛的不饱和聚酯树脂和环氧树脂的合成、交联原理及应用。

重点关注各种有机胶凝材料结构与性能的关系。

3、复合材料的增强材料,介绍复合材料的各类增强材料(纤维与填料)的化学成分、制备工艺及性能特点;各类增强纤维(玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维)的发展状况、分类、结构与组成、物理性能及化学性能。

填料(石墨、云母、高岭土、膨润土、碳酸钙、滑石粉、白碳黑、空心玻璃微珠)的种类和作用、影响填充改性的因素以及填充改性的作用机理。

4、复合材料各论,介绍各类复合材料的结构特点、性能、结构与性能之间的关系及应用。

聚合物基复合材料的分类与结构形式;聚合物基复合材料的手糊成型、喷射法成型、SMC模压法、缠绕成型法、RTM (Resin Transfer Molding)成型法、喷涂成型法、压缩成型法、注射成型法。

聚合物基复合材料的基本性能(机械性能、物理性能、温度性能、老化性能)。

影响纤维增强塑料(FRP)性能的因素:原材料、结构设计方法及成型工艺。

强调增强材料的强度及弹性模量以及基体材料的强度及化学稳定性等是决定FRP性能的主要因素,增强材料的含量及其排布方式与方向次之;增强纤维与基体树脂的界面粘结状况。

《复合材料学报》论文撰写规范(1)

《复合材料学报》论文撰写规范(1)

《复合材料学报》论文撰写规范欢迎您投稿《复合材料学报》!关于论文的规范化撰写需注意如下问题:1.文章格式请务必按照本刊网站下载中心的“论文模板”要求排版(Word文档)。

双栏排版,单倍行距,正文5号字,摘要、图表题、参考文献小5号字。

2.本刊采用盲审制,投稿时请隐去作者和单位(录用后再加作者和单位,文章的作者和单位一旦确定,不得随意增减或调整)。

3.全文必要处补全复合材料具体名称!全文中给出准确的复合材料名称(摘要、文内、标题、图题等)。

复合材料表示方法:改性体/基体;共混基体(或增强体)、多层材料:A-B;核-壳结构: A@B。

“纳米”应放在纳米相前,因为最后制成的复合材料并不是纳米尺度的。

常用材料名称能用分子式的最好直接用化学分子式表示,如:二氧化硅,用SiO2。

4.缩写词第一次出现时(摘要、文中、图题和结论中分别)应注明全称,之后用缩写;常用设备名词可直接用通用缩写词,英文同。

5.中英文摘要需完善;常识性的背景信息省略;中英文摘要应一致(包括数据),应包含具体重要结果数据。

注意英文摘要的时态和表达方式;注意加冠词“the”;请按照研究目的、方法—过去被动态;结果、结论—现在时态改写。

6.关键词一般选取5~8个;中英文关键词应一一对应(为提高文章被检索率,请尽量从EI Controlled term中选择关键词,网址:)。

7.注意逻辑性和简洁明了性,应符合学术论文的撰写规范:(1)常识性内容可省略;全部实验描述统一放到“实验部分”中,“结果部分”直接说结果及分析讨论。

(2)实验仪器及设备融入到实验描述中,并需要注明型号及生产厂家。

(3)国标加参文号,并列入参考文献中(如:GB/T 1040-2006[?])。

(4)公式以文内容顺序排在相应文下,而非见式(3)等。

(5)采用规范化科技词汇:机械性能应为力学性能;机理应为机制;粘度应为黏度等。

(6)O—H,用化学长键。

(7)按照一页内先左后右顺序排版!8.增强相(改性相)的含量单位请按照国际标准注释:质量分数Mass fraction(总量为100)?还是质量比Mass ratio(其他量为100)?请确认并注明!或:体积分数—?vol%(或体积比)等。

1.1-1.4 复合材料概论

1.1-1.4 复合材料概论

产量(104吨)
200
186
美国 日本
180 160 140 120
103.4 146
140
中国
100 80 60 40 20
2.7 27.1 47.9 35.9
24
0
1986 1996 2006
年代
1986-2006年中、美、日热固性玻璃钢产量(万吨) - 年中、 日热固性玻璃钢产量(万吨) 年中
1.1 复合材料的定义
简而言之,复合材料是指将两种或两种以上不同性能 简而言之, 的材料,用适当的方法复合而成的一种新材料, 的材料,用适当的方法复合而成的一种新材料,其性能比 单一材料性能优越。 单一材料性能优越。 材料界资深专家、两院院士师昌绪在《材料大词典》 材料界资深专家、两院院士师昌绪在《材料大词典》 中给出比较全面完整的定义 复合材料是由有机高分子 全面完整的定义: 有机高分子、 中给出比较全面完整的定义:复合材料是由有机高分子、 无机非金属或金属等几类不同的材料通过复合工艺组合而 等几类不同的材料通过复合工艺 无机非金属或金属等几类不同的材料通过复合工艺组合而 成的新型材料,它既能保留原组分材料的主要特色, 成的新型材料,它既能保留原组分材料的主要特色,又通 复合效应获得原组分所不具备的特殊性能 可以通过材 获得原组分所不具备的特殊性能。 过复合效应获得原组分所不具备的特殊性能。可以通过材 料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联 使各组分的性能互相补充并彼此关联。 料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联。从而获得新 的优越性能,与一般材料简单混合有本质的区别。 的优越性能,与一般材料简单混合有本质的区别。 玻璃钢、水泥砂浆、钢筋混凝土、 例:玻璃钢、水泥砂浆、钢筋混凝土、篱笆等都是复合 材料。 材料。

毛概课程论文格式要求

毛概课程论文格式要求

附件2课程论文格式要求一、课程论文的组成及写作要求(一)课程论文的组成课程论文包括:封面、声明、目录、中文题目、中文摘要与关键词、英文题目、英文摘要与关键词、正文、注释、参考文献、致谢、附录(可选)等。

(二)写作要求1.题目题目应该简洁明了、有概括性。

论文题目一般中文字数不超过20个字,外文题目不超过15个实词,不使用标点符号,中外文题名应一致。

标题中尽量不用英文缩写词,必须采用时,应使用本行业通用缩写词。

2.目录。

按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致。

3.摘要摘要要求扼要说明研究工作的目的、主要内容和方法、研究结果、结论、科学意义或应用价值等,是一篇具有独立性和完整性的短文。

摘要中不宜使用公式、图表以及非公知公用的符号和术语,不标注引用文献编号。

中文摘要以200-300字为宜,英文摘要与中文摘要内容要相对应。

4.关键词关键词是供检索用的主题词条,应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条(参照相应的技术术语标准),一般列3~5个,按词条的外延层次从大到小排列。

中英文关键词应一一对应。

5.正文正文内容包括:问题的提出,研究工作的基本前提、假设和条件;基本概念和理论基础;实验方案的拟定;实验方法、内容及其分析;论证理论在研究中的应用,研究得出的结论等。

6.注释采用脚注。

所引资料来自刊物需注明:作者、篇名、发表的刊物名、出版年号、期号;所引来自著作需注明:作者、著作名、出版单位和出版年号、页号。

每页注释编号均从①开始。

7.参考文献必须是学生本人真正阅读过,以近期发表的杂志类文献为主,且要与论文工作直接有关,原则上要求有一定的外文参考文献,网络资料参考文献不得超过四分之一。

参考文献附在全篇正文之后,每条另起一行,序号用[1][2]等形式标注,并以单字母方式标识各种参考文献的类型。

文献类型和标志代码8.附录学生可具体情况自行决定是否列出该栏目,某些重要的原始数据、数学推导、程序代码、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件,以及对了解正文内容有用的其他补充信息。

复合材料概论教案

复合材料概论教案

复合材料概论教案一、教学目标1. 了解复合材料的基本概念、分类和特点。

2. 掌握复合材料的基本制备方法及其工艺流程。

3. 了解复合材料在工程中的应用及其发展趋势。

4. 培养学生的创新意识和实践能力。

二、教学内容1. 复合材料的基本概念定义组成及结构2. 复合材料的分类按组成分类按制造工艺分类按性能分类3. 复合材料的特点优异的力学性能轻质高强耐腐蚀性热稳定性电磁性能4. 复合材料的制备方法溶液法悬浮法熔融法粉末法5. 复合材料的工艺流程制备预浸料铺层设计压制与固化切割与加工三、教学方法1. 讲授法:讲解复合材料的基本概念、分类、特点、制备方法和工艺流程。

2. 案例分析法:分析典型的复合材料应用实例,加深学生对复合材料的认识。

3. 讨论法:引导学生探讨复合材料的发展趋势及其在工程中的应用。

4. 实践操作法:安排实验室参观或动手制作复合材料样品,提高学生的实践能力。

四、教学评估1. 课堂问答:检查学生对复合材料基本概念、分类、特点的掌握情况。

3. 实践报告:评估学生在实验室操作过程中的表现及制作复合材料样品的质量。

4. 期末考试:全面测试学生对复合材料概论知识的掌握。

五、教学资源1. 教材:复合材料概论2. 课件:复合材料的基本概念、分类、特点、制备方法和工艺流程3. 实验室设备:复合材料制备与检测设备4. 网络资源:相关论文、视频、新闻报道等关于复合材料的研究和应用。

六、复合材料的性能测试与评估1. 介绍复合材料性能测试的基本方法,包括力学性能测试、热性能测试、电磁性能测试等。

2. 详细讲解如何进行复合材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能测试。

3. 探讨复合材料性能评估的方法,如微观结构分析、损伤力学分析等。

4. 分析实际应用中如何根据复合材料的性能评估其适用性和可靠性。

七、复合材料的应用领域1. 概述复合材料在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域的应用。

2. 分析复合材料在这些领域中的优势和挑战。

材料学论文格式

材料学论文格式

材料学论文格式材料学论文格式材料学论文格式一、毕业论文的结构1、题目:即标题,它的主要作用是概括整个论文的中心内容。

因此,题目要确切、鲜明、精练。

2、目录:反映论文的纲要。

目录应列出通篇论文各组成部分的大小标题,分别层次,逐项标注页码,包括参考文献、附录、图版、索引等附属部分的页次,以便读者查找。

3、摘要:摘要是论文的高度概括,是论文不可缺少的组成部分。

要求用中、英文分别书写,一篇中文不少于400字。

结尾要注明3—5个关键词。

4、前言:前言相当于论文的开头,它是三段式论文的第一段(后二段是正文和结论)。

前言与摘要写法不完全相同,摘要要高度概括、简略,前言可以稍加具体一些,文字以1000字左右为宜。

前言一般应包括以下几个内容:①.所研究问题的背景、意义、问题的提出,主要观点是什么;②.对论文研究主题范围内已有文献的评述(包括与课题相关的历史的回顾),研究现状及存在的问题;③.说明本论文所要解决的问题,所采用的研究手段、方式、方法。

明确研究工作的界限和规模。

④.概括本课题研究所取得的成果及意义。

5、正文:论文的正文是作者对自己的研究工作详细的表述。

应包括以下内容:①、理论分析:详细说明所使用的分析方法和计算方法等基本情况:指出所应用的分析方法、计算方法、实验方法等,哪些是已有的.,哪些是经过自己改进的,哪些是自己创造的,以便指导教师审查和纠正。

②、课题研究的方法与手段用实验方法研究课题,应具体说明实验用的装置、仪器、原材料的性能等是否标准,并应对所有装置、仪器、原材料做出检验和标定。

对实验的过程和操作方法,力求叙述得简明扼要,对实验结果的记录、分析,对人所共知的或细节性的内容不必过分详述。

用理论推导的手段和方法达到研究目的的,这方面内容要精心组织,必须概念准确,判断推理符合客观事物的发展规律,要做到言之有序,言之有理,以论点为中枢,组织成完整而严谨的内容整体。

用调查研究的方法达到研究目的的,调查目标、对象、范围、时间、地点、调查的过程和方法等,这些内容与研究的最终结果有关系,但不是结果本身,所以一定要简述。

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《复合材料概论》课程论文玻璃钢复合材料埋地管结构设计研究院、部:材料与化学工程学院学生姓名:张永煊指导教师:朱莉云专业:无机非金属材料工程班级:材本1103班完成时间:2013年5月31日摘要玻璃钢复合材料管比强度高、重量轻、运输安装方便、摩擦阻力小、输运能力高、热应力小、耐磨性好、防腐蚀、可设计性强、维修方便、生产效率高、成本低,适用于石油输送管。

为玻璃钢复合材料石油输送管的使用安全,同时节约施工开支,本文根据玻璃钢复合材料石油输送管的性能,以及地面压力对埋地下管子的角扩散理论,对受卡车的载荷的埋在地下的玻璃钢石油输送管,进行了不同铺层层数建模,并进行了强度计算,设计出了合理的管壁厚度,有效的减轻了玻璃钢复合材料埋地管的重量。

关键词:输送管;地面压力;角扩散理论;层数建模;重量ABSTRACTGlass fiber reinforced plastic composite pipe is high strength, light weight, easy to transport installation, small frictional resistance, high transport capacity, the thermal stress is small, good abrasion resistance, corrosion resistance, can design sex is strong, easy maintenance, high efficiency, low cost, suitable for oil delivery pipe. For glass fiber reinforced plastic composite material the use of oil pipeline safety, saving construction costs at the same time, in this paper, according to the performance of the oil delivery pipe, glass fiber reinforced plastic composites, and the ground stress of underground pipe Angle of diffusion theory, for the truck load of buried FRP oil pipeline, the different shop number modeling, and the strength calculation and design a reasonable wall thickness, effectively reduce the weight of the glass fiber reinforced plastic composite materials of buried pipe.Key words: Duct; Ground pressure; Angle of diffusion theory; The layer number of modeling; The weight玻璃钢复合材料埋地管结构设计研究1.概述管道是现代工业中流体输送的重要材料。

传统的金属管、混凝土管或因易锈蚀,或因质量大,已不能满足现代工业的需要,复合材料管便应运而生。

1.1 玻璃钢管的优点与传统的钢管和混凝土管相比,玻璃钢管具有以下优点。

(1)耐久性好。

金属和混凝土管的防锈、耐化学腐蚀性很差。

当周围环境恶劣或输送酸、碱介质时,很快就会发生内、外表面腐蚀而遭破坏。

玻璃钢管为三层结构。

其内、外层可以按使用环境和使用条件进行设计,采用相对应的耐腐内衬和外表涂层,防止腐蚀介质对管道的浸蚀破坏。

这样,玻璃钢管道大大延长了使用寿命,因而能获得较高的经济效益。

(2)摩擦阻力小、输运能力高。

玻璃钢管的内表面光滑,远小于钢管和混凝管的表面粗糙度,因而流体阻力小,力学特性好。

若采用泵输送,在管径和流量相同时,较其他材料管道可以节能30%左右。

(3)质量轻、运输、安装方便。

玻璃钢管道的自重只有钢管的1/4,混凝土管的1/10,因而运输和安装费用均较低。

(4)比强度高。

玻璃钢管的纵向和环向拉伸强度为160MPa和320MPa,比钢管略低;但由于玻璃钢的密度是钢密度的1/4,因此,玻璃钢的比强度反而比钢大很多。

(5)可设计性强。

可根据玻璃钢管使用情况,对其性能及连接方式进行设计。

通过对玻璃纤维分配设计,使管在轴向和环向有不同的强度;对管壁厚度设计,可使玻璃钢管适用于不同外压或内压工况条件;通过材料选择设计,可以使玻璃钢管适用于各种腐蚀介质环境;通过对接头方式设计,适用于不同安装条件。

(6)产品适应性强。

玻璃钢管的直径从25~3600mm均有;更大的直径亦可另行设计。

玻璃钢管的使用压力可从0.1~30MPa。

由于其性能可以设计,故能适应多种使用条件的要求。

(7)无污染。

玻璃钢管耐腐、耐磨性好,因而管壁无杂质剥离和脱落、无腐蚀结垢,不会产生微生物,因此在使用中,不会对所输送介质产生污染。

(8)维修方便。

由于玻璃钢管无锈蚀、不结垢、耐腐蚀,因此一般情况下无需维修。

即便出现损伤,也因其轻巧,使维修十分方便。

(9)经济效益好。

玻璃钢管的综合性能优于钢管,特别是用在有腐蚀介质的条件下,玻璃钢管的使用寿命比钢管长几倍,体现出明显的经济效益。

1.2 玻璃钢管的应用由于玻璃钢管具有很多优越性能,因而促使世界各国都在积极研制、生产和推广使用。

目前年产量已超过70万吨。

在我国,玻璃钢管道已广泛用于石油、化工、供水、排污、灌溉、供气、污水处理、能源等众多领域。

下面主要来介绍一下玻璃钢管在油田中的应用。

(1)高压管道。

油田所用的高压管道主要包括注水管和油井管等,管径较小,大多在φ50~φ200mm范围内,压力高,一般介于5~30MPa之间,对玻璃钢而言,条件较苛刻,国产的玻璃纤维性能上很难满足要求,生产此类管道所需玻纤需从国外进口。

目前,哈尔滨史密斯玻璃钢制品有限公司等单位在国内生产此类管道,1994年起应用于油田,已先后为大庆油田、中原油田、吉林油田、胜利油田、长庆油田、辽河油田等提供了几十公里的高压玻璃钢管。

(2)中、低压玻璃钢管道。

缠绕成型中低压玻璃钢管道作为钢管替代品,自20世纪90年代以来,我国油田大批量采用,国内几个大油田,如胜利油田、辽河油田、中原油田、大庆油田、克拉玛依油田、江汉油田等均大量采用了中低压缠绕玻璃钢管,青海的孕斯油田、江苏的江都油田、河北的华北油田,青海的格尔木油田等也不同程度地使用了中低压缠绕玻璃钢管道。

青海的孕斯油田仅在1990年就使用了20km,胜利油田在1991-1992年期间,仅地面应用工程就使用了近30km,中原油田自1993年至今以使用170余km,油田是中低压玻璃钢管道的一个非常重要的应用市场。

油田目前使用的中低压玻璃钢管道已近千公里,其选用的管径大多介于φ50~φ700mm之间,输送的介质温度最高达78℃左右,压力一般为0.1~1.6MPa。

1.3 玻璃钢复合材料埋地管的设计要点玻璃钢管复合材料埋地管是在土壤中铺设的,是玻璃钢管道应用的一种铺设形式。

它在受到管内液体内压作用的同时,还受到回填土重量引起的外压力,车辆的轮压力或地面堆积物重等活动载荷、管内流速变化而产生的瞬时压力急剧升高或降低所引起的冲击压力(又称水锤压力)、管内出现真空时的负压等。

进行玻璃钢管复合材料埋地管的设计时,首先应充分了解其使用要求,根据其所输送的介质的性质选择耐腐蚀层的材料,根据要求流量来确定管的内径,根据管的工作压强和安装条件(如埋设条件及深度)来确定管的结构受力层的厚度。

在进行管的力学性能设计时,应分别考虑其各种载荷情况,以及这些载荷的联合作用,由这些载荷情况的管壁应力来确定结构受力层的厚度。

玻璃钢管复合材料埋地管设计就是在初步确定其厚度及埋设深度后,要求应力、应变和挠度在许用值以下,并校核外压屈曲,力求合理利用材料、降低成本,使管道安全工作。

1.4 本文主要设计内容在本文中,主要从力学角度研究埋地管道的设计方法,对玻璃钢复合材料埋地管进行铺层设计,用ANSYS 软件对其进行建模,施加载荷(包括工作内压、回填土压力和地面车辆通过时引起的土压力),进行强度校核。

并计算出最先一层失效强度和极限强度。

2.玻璃钢复合材料埋地管设计条件设计大庆某批石油输送管,已知管径D =500mm ,覆土层高H =3m ,最大工作内压w p =1.0MPa ,要求允许通过20t 载重汽车。

回填土密度r =0.00183kg/cm ,基础支撑角2 =120°。

材料用E -玻璃/环氧,强度设计安全系数取n =2。

3.埋地管外载计算及壁厚计算埋地管承受的载荷有管道工作内压、埋土压力和汽车行驶产生的载荷。

工作内压已知w p =1.0MPa ,下面来计算埋土压力和汽车行驶产生的载荷。

3.1 埋土压力当埋土深度大于200cm 时, 埋土的静压力为1exp[/)]}d d q H r B --⋅⋅(3-1)式中 r ──回填土的密度,3kg/cm ;d B ──埋设管道时所挖沟的宽度,cm (管径为500mm 时,d B =110cm );当由式(3-1)计算的q 值小于0.036MPa 时,q 值仍取0.036MPa 。

H 为300cm 时,则1exp[300/110)]}0.0018110q --⋅⋅=0.2473kg/cm =0.0247MPa 计算结果q 小于0.036MPa,故q 值仍取0.036MPa 。

回填土对玻璃钢管壁产生的压力如图3.1所示。

图3.1 回填土静土压分布计算管壁承受的垂直静土压时,上表面按均匀分布,下表面则作用于基础范围内。

向上的垂直土压近似水平方向均匀分布,其值为/sin q α=1.155q 。

管侧水平方向的土压力,能使垂直静土压力作用下趋于扁平的管环,发生部分恢复,对于降低管环截面应力和提高管环抗变形能力都很有利。

水平方向静土压力如图3-1所示近似等腰三角形分布,其最大值等于垂直静土压力。

3.2 汽车行驶产生的载荷不考虑邻近车辆影响时,一个车轮压力传至管顶的压力强度q 的计算公式为 (2)(2)D qK p q a htg b htg αα=++ (3-2)式中 q ──管顶压力强度,2kN/m ;q p ──后轮轮压,kN ;D K ──与埋深有关的汽车动力系数(管埋设深度≥0.7m 时,D K =1.0); a ──汽车轮胎行车方向着地长度,通常取a =0.2m ;b ──汽车轮胎宽度,m ;h ──任意深度,m ;α──车轮压在土壤中的传播角;按我国1975年公路桥涵设计规范,取α=30°。

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