图7.13 管道爆破压力随管径的变化趋势图
管道的径厚比直接影响管道的抗内压性能，增强层层数、厚度一定的条件下，增加管径相当于增加管道径厚比，其抗内压性能会变差［31］。与上一章类似，此处管壁厚度是指管道增强层的总厚度（2 mm），管径是指管道内径。图7.13显示了在不同径厚比的情况下，考虑应力集中效应的模型和不考虑应力集中效应的模型求解管道的爆破压力变化趋势，计算中保持增强层厚度不变而改变管径，管径变化范围为38～254 mm（1.5～10 in）。由图可见，采用两种方法计算的管道爆破压力随径厚比变化趋势基本相同，黑点代表的2英寸四层增强层管道，其试验爆破压力值更加接近本章提出模型所计算的压力变化曲线。径厚比较小时曲线的变化较为陡峭，而当径厚比逐渐变大时曲线逐渐趋于平缓，说明管道的径厚比对管壁内内压引起的应力集中效应影响较大。总体而言，考虑了应力集中效应后管道的计算爆破压力比常规弹性力学方法会稍小，但是这种差距会随着径厚比增大而逐渐变得不明显。管道径厚比为19时，采用本章提出的解法和经典弹性解法计算的爆破压力分别为48.3 MPa和56.25 MPa，而当径厚比上升到76.2时，两者分别为14.85 MPa和15.25 MPa。实际上当径厚比大于70后，两种方法计算的管道爆破压力之间的差距已经小于9%，大径厚比的管道更加接近理想薄壁壳结构，其管壁中径向应力分布梯度会下降，因此其钢带内外表面的压力差相对会变小。而按本章推导的公式计算所得的在靠近接头部分管壁中的“等效压力”与远离接头端管壁中的“等效压力”之间的差距会变小，从而导致应力集中效应不明显。(www.xing528.com)
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