一種用于檢測竹復(fù)合壓力管初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于管道力學(xué)性能測試試樣及夾具領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于檢測竹 復(fù)合壓力管初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 竹復(fù)合壓力管是一種以竹材為基體材料，以熱固性樹脂為膠粘劑，采用纏繞工藝 制成的新型壓力管道，該新型壓力管道具有耐壓強(qiáng)度高、剛度好、絕緣、耐腐、水流性能佳、 重量輕、安裝方便、成本低廉、使用壽命長等特性，可廣泛應(yīng)用于城市給排水、水利、農(nóng)田灌 溉、石油污水處理、工業(yè)循環(huán)水等領(lǐng)域。
[0003] 竹復(fù)合壓力管下線成品后，對(duì)于不同場合下使用的管道，需要對(duì)使用管道的環(huán)向 可承受應(yīng)力大小進(jìn)行測定，即對(duì)其環(huán)向拉伸強(qiáng)力進(jìn)行測試，以此來確定竹復(fù)合壓力管性能 是否符合質(zhì)量及使用要求。由于竹復(fù)合壓力管是以竹材為基體并以纏繞工藝制成的特殊的 壓力管道，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種簡單有效、且較為精準(zhǔn)的可用于檢測竹復(fù)合壓力管初始 環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于檢測竹復(fù)合壓力管 初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法，其中結(jié)合竹復(fù)合壓力管自身的特點(diǎn)，相應(yīng)的設(shè)計(jì)了適用于竹復(fù) 合壓力管的試驗(yàn)方法，并對(duì)環(huán)向拉伸強(qiáng)力的測試公式及執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試的試樣進(jìn)行 設(shè)計(jì)，相應(yīng)的可有效的制備適用于竹復(fù)合壓力管執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試的試樣，并快速的 獲得竹復(fù)合壓力管的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力值，具有測試快速便捷、簡單方便的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，本 發(fā)明還設(shè)計(jì)了在執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試過程中用于夾持試樣的專用夾具，該夾具具有結(jié)構(gòu) 簡單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于檢測竹復(fù)合壓力管初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的 方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0006] (1)制備試樣：沿著待測試的竹復(fù)合壓力管的徑向切割出多個(gè)軸向長度為B的圓 環(huán)狀試樣，所述試樣一側(cè)的上下端面上開設(shè)有上下對(duì)稱的且底面平行的兩個(gè)凹槽，該凹槽 沿著所述試樣的圓環(huán)延伸；所述凹槽的底面長度為L，并且兩個(gè)凹槽底面之間的距離為b ; 所述試樣的另一側(cè)開設(shè)有同樣的上下對(duì)稱的兩個(gè)凹槽，并且所述試樣同一端面上開設(shè)的兩 個(gè)凹槽關(guān)于所述試樣的圓心對(duì)稱；
[0007] (2)拉伸測試：將所述試樣通過夾具夾持后安裝于拉力試驗(yàn)機(jī)上，保證安裝后，所 述試樣同一端面上開設(shè)的兩個(gè)凹槽的中心連線垂直于加載方向，然后以2~5mm/min的加 載速度均勾、連續(xù)的對(duì)所述試樣進(jìn)行加載，直到所述試樣破壞，記錄試樣破壞時(shí)所對(duì)應(yīng)的破 壞載荷F，則該試樣的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力Fth為：
[0009] 其中：Fth-初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力；
[0010] F一破壞載荷；
[0011] b-試樣兩個(gè)凹槽底面之間的距離；
[0012] 計(jì)算上述多個(gè)試樣初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的算術(shù)平均值，獲得該待測竹復(fù)合壓力管的 初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力。
[0013] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述待測竹復(fù)合壓力管的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力需不小于設(shè)定的 初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力最小值Fth'，該設(shè)定的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力最小值Fth'與所述待測竹復(fù) 合壓力管的公稱直徑和壓力等級(jí)相關(guān)。
[0014] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述凹槽與所述試樣的圓環(huán)端面通過倒角過渡連接，所述倒 角為45°。
[0015] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述試樣的個(gè)數(shù)不少于5個(gè)。
[0016] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述夾具包括兩個(gè)上下對(duì)稱設(shè)置且形狀相同的上夾體和下夾 體，其中：
[0017] 該上夾體包括上拉桿和上拉模具，所述上拉桿的底端為U型叉結(jié)構(gòu)，所述上拉模 具為半圓型板狀結(jié)構(gòu)，所述上拉模具與所述上拉桿的U型叉結(jié)構(gòu)固定連接，所述上拉桿的U 型叉結(jié)構(gòu)連接于所述上拉模具的中軸線上；
[0018] 該下夾體包括下拉桿和下拉模具，所述下拉桿的頂端為U型叉結(jié)構(gòu)，所述下拉模 具為半圓型板狀結(jié)構(gòu)，所述下拉模具與所述下拉桿的U型叉結(jié)構(gòu)固定連接，所述下拉桿的U 型叉結(jié)構(gòu)連接于所述下拉模具的中軸線上；
[0019] 所述半圓型板狀結(jié)構(gòu)的上拉模具和下拉模具套裝在所述試樣的內(nèi)部，并且所述上 拉模具和下拉模具的形狀與所述試樣的形狀相適應(yīng)；所述上拉桿和下拉桿的U型叉結(jié)構(gòu)套 裝在所述試樣的外部。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上拉模具和下拉模具通過連接板相連，該連接板與所述 上拉模具和下拉模具滑動(dòng)連接。
[0021] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上拉模具和下拉模具上開設(shè)有用于安裝所述連接板的滑 動(dòng)凹槽，所述半圓型板狀結(jié)構(gòu)的上拉模具和下拉模具具有一圓弧邊和一直線邊，所述滑動(dòng) 凹槽與所述半圓型板狀結(jié)構(gòu)的直線邊垂直。
[0022] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上拉模具通過螺釘與所述上拉桿的U型叉結(jié)構(gòu)固定連 接；所述下拉模具通過螺釘與所述下拉桿的U型叉結(jié)構(gòu)固定連接。
[0023] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述半圓型板狀結(jié)構(gòu)的上拉模具和下拉模具的直線邊相對(duì)， 且互相平行。
[0024] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上拉模具和下拉模具的直線邊與所述試樣兩側(cè)同一端面 上開設(shè)的兩個(gè)凹槽的中心連線平行。
[0025] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1.本發(fā)明結(jié)合竹復(fù)合壓力管以竹材為基體材料、以熱固性樹脂為膠黏劑、采用纏 繞工藝制成的特點(diǎn)，相應(yīng)的設(shè)計(jì)了適用于具有上述結(jié)構(gòu)的竹復(fù)合壓力管的環(huán)向拉伸強(qiáng)力檢 測方法，并對(duì)初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的計(jì)算公式進(jìn)行研究，同時(shí)還對(duì)執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試的 試樣的形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，具有檢測快速準(zhǔn)確、簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，便于竹復(fù)合壓力管環(huán)向拉 伸強(qiáng)力的快速測試。
[0027] 2.本發(fā)明還對(duì)執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試過程中用于夾持試樣的夾具進(jìn)行了研究，設(shè) 計(jì)了適用于竹復(fù)合壓力管執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試的專用夾具，該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單，可操 作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0028] 圖I (a)和（b)分別是竹復(fù)合壓力管的圓環(huán)形試樣的主視圖和剖面圖；
[0029] 圖2(a)和（b)分別是用專用夾具執(zhí)行環(huán)向拉伸強(qiáng)力測試的主視圖和左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031] 本發(fā)明的一種用于檢測竹復(fù)合壓力管初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法，具體包括如下步 驟：
[0032] (1)制備試樣：如圖1(a)和（b)所示，沿著待測試的竹復(fù)合壓力管的徑向切割出 多個(gè)軸向長度為B的圓環(huán)狀試樣，所述試樣一側(cè)的上下端面上開設(shè)有上下對(duì)稱的且底面平 行的兩個(gè)凹槽，該凹槽沿著所述試樣的圓環(huán)延伸；所述凹槽的底面長度為L，并且兩個(gè)凹槽 底面之間的距離為b ;所述試樣的另一側(cè)開設(shè)有同樣的上下對(duì)稱的兩個(gè)凹槽，并且所述試 樣同一端面上開設(shè)的兩個(gè)凹槽的中心連線與所述試樣的軸線垂直相交，即試樣同一端面上 開設(shè)的兩凹槽關(guān)于圓環(huán)的圓心對(duì)稱設(shè)置。
[0033] 拉伸試樣的具體尺寸可根據(jù)竹復(fù)合壓力管的公稱直徑靈活調(diào)整（例如，可按表1 所述的拉伸試樣尺寸制樣）。
[0034] 表1拉伸試樣尺寸單位為毫米（mm)
[0036] 更具體的，如圖1(b)所示，凹槽的上下兩邊與試樣的圓環(huán)端面通過倒角過渡連 接，該倒角優(yōu)選為45°。
[0037] (2)拉伸測試：將所述試樣通過夾具夾持后安裝于拉力試驗(yàn)機(jī)上，安裝時(shí)保證試 樣同一端面上開設(shè)的兩個(gè)凹槽的中心連線垂直于加載方向，然后以2~5mm/min的加載速 度均勾、連續(xù)的對(duì)所述試樣進(jìn)行加載，直到所述試樣破壞，記錄試樣破壞時(shí)所對(duì)應(yīng)的破壞載 荷F，采用式（1)分別計(jì)算每個(gè)試樣的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力： CN 105181446 A 說明書 4/8 頁
[0039] 式中：Fth-初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力，單位為kN/m ;
[0040] F-破壞載荷，單位為N ;
[0041] b-試樣兩個(gè)凹槽底面之間的距離，單位為mm ;
[0042] 計(jì)算上述多個(gè)試樣初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的算術(shù)平均值，獲得竹復(fù)合壓力管的初始環(huán) 向拉伸強(qiáng)力，所述試樣不少于5個(gè)。
[0043] 本實(shí)施例以公稱直徑DN300mm、壓力等級(jí)0· 4MPa以及公稱直徑DN600mm、壓力等級(jí) 分別為0. SMPa和0. 4MPa的竹復(fù)合壓力管為例，采用本發(fā)明的初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的方法進(jìn) 行拉伸，實(shí)現(xiàn)竹復(fù)合壓力管初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力的檢測，具體測試結(jié)果參見表2和表3。
[0044] 表2