钢带缠绕复合管的内层PE和外层PE主要用于密封内部介质或直接接触外部海水。由表6.2的参数分析可以发现，PE层厚度及径向位移的变化对计算结果有着非常大的影响。为了准确得到PE层，尤其是内层PE外侧的径向位移变化，采用厚壁圆筒理论来分析其力学响应，如图6.25所示，图中的σ2和σ3分别表示径向应力和环向应力。
圆柱层在轴对称荷载作用下可以简化为平面应变问题，且圆环的剪切变形ε13可忽略不计。这里采用PE材料的割线模量来计算每一加载步的材料应力与应变关系，在每一加载步下，PE材料的割线模量均会发生变化。那么PE材料的弹塑性问题就可以简化为简单的弹性问题。根据弹性力学原理，管道沿径向方向的位移可以用下式表示：
图6.25 厚壁圆筒截面［3］
式中 C1、C2——待定常数，可以根据管截面的边界受力条件确定。
在轴对称荷载作用下，圆柱层会产生轴向应变ε1、径向应变ε2、环向应变ε3，它们对应的表达式如下：
根据虎克定理，可以得到相应方向的应力：
式中 Es——PE材料在当前加载步下的割线模量；
σ1、σ13——管的轴向应力及剪切应力，这里剪切应变ε13假设为0，则对应的剪应力也为0。
将各应变表达式代入上述方程中，可得到PE圆柱层沿径向方向的应力σ2表达式：
图6.26 管截面PE层的具体受力情况(www.xing528.com)
SSRTP的内层PE同时受到管内压及相邻层的层间接触力作用。如图6.26所示，Pin和Pout分别表示管道所受到的内压及外部静水压力。P1为最内层钢带增强层与PE管的层间接触力，依次排序，P5则为最外层钢带与外层PE的层间接触力。以内层PE管为例，当r=R1时，有σ2=Pin；当r=R2时，有σ2=P1，即
联立式（6.16）和式（6.17），可求解出C1、C2：
内层PE管外侧的径向位移uR2表达式为
将式（6.18）和式（6.19）得出的C1、C2表达式代入式（6.20），则得到内层PE管在当前加载步下外表面沿径向方向的位移uR2的具体表达式：
其中Λ3和Λ4分别为
采用同样的方法可以求解出外层PE内侧的径向位移uR6：
其中Λ5和Λ6分别为
在轴对称载荷作用下，当SSRTP层间结构未发生分离时，有uR=uR2=uR6，联立式（6.7）、式（6.21）及式（6.24），求解可得：
在上述求解过程中，需要注意的是，当计算所得层间接触压力为负时，说明层与层之间此时已经发生脱离。该种情况下的实际层间压力为0，径向位移已不再连续，可以通过修正上述方程而得到合理的结果。以纯拉伸情况为例来说明，在管道力学响应的计算过程中，发现内层PE与第一层钢带之间的计算层间压力值为负，此时将P1设定为0，则上述求解出来的公式退化为
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
