受内压p作用的纤维正交缠绕玻璃钢弯管结构设计和强度计算

？为适应纤维经、纬向缠绕,本文研究由4个90°弯管组成的环。由于90°弯管中圆弧段应力比直管段大,因而取环壳为力学模型进行纤维缠绕玻璃钢弯管结构设计和强度计算。本文研究的玻璃钢环壳之纤维是弹性主方向、正交缠绕的。该壳的特点是正交异性、变厚度、无耦合效应。由线性弯曲理论推出了受内压p作用的缠绕玻璃钢环壳极限方程,它是含两个变量的二阶微分方程组。引入复变量后,得到一个二阶复变量微分方程,用三角级数解该方程,导出了内力、应力和变形计算式。比较了有矩理论和无矩理论解之后,指出:在工程实用中可用无矩理论近似求解,误差不大于5％。缠绕玻璃钢90°弯管采用复合结构。本文指出可用网络理论进行增强层结构设计。给出了经、纬向正交缠绕玻璃钢环壳平衡型设计时纤维用量比公式,还给出了强度计算式,最小壁厚h_0、额定工作压力p_b的设计计算式。本文介绍了实验方法,用实验验证了上述公式的正确性,为缠绕玻璃钢90°弯管设计提供了理论依据。本文还分析了受内压p作用时截面是椭圆的环壳,给出了长、短轴在对称轴上的内力和应力计算式。