外压作用下玻纤增强柔性管本构模型

为探讨外压工况下玻纤增强柔性管的应力应变关系,本文建立了外压工况下的玻纤增强柔性管本构模型.根据轴对称载荷下的管道位移场函数,基于三维缠绕厚壁圆筒原理,考虑了热塑性材料非线性,并且引入了玻纤增强柔性管变形引起的缠绕角度变化.将数值模拟计算结果与有限元模型结果进行了对比分析,在此基础上分析了缠绕角度和缠绕层数对玻纤增强柔性管力学性能的影响.结果表明:有限元计算结果与数值模拟结果吻合较好,增强层作为承压层应力值(纤维纵向应力、垂直于纤维方向的横向应力、纤维/基体剪切应力)最大.缠绕角度对不同方向上的承压能力影响不同,随着缠绕角增加可以更好地发挥纤维的承载能力.缠绕层数的增加,玻纤增强柔性管各方向承压能力呈现非线性增长.