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《RPM管環(huán)向拉伸強(qiáng)度的測試》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2004年第6期玻璃鋼/復(fù)合材料3RPM管環(huán)向拉伸強(qiáng)度的測試周仕剛,付強(qiáng)(同濟(jì)大學(xué)工程力學(xué)與技術(shù)系,上海200092)摘要:針對RPM管環(huán)向拉伸強(qiáng)度測試中采用板條狀試樣所存在的問題,理論分析和試驗(yàn)研究表明通過改變試樣形狀和尺寸可明顯改善測試結(jié)果。關(guān)鍵詞:RPM管;環(huán)向拉伸強(qiáng)度;測試方法+中圖分類號:TQ32711;TU532161文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-0999(2004)06-0003-051前言=Ft/(bt)(Ft為拉伸破壞載荷,b、t為試樣破壞截面玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管(RPM管)由于具有寬度和厚度)計(jì)算確定環(huán)向拉伸強(qiáng)度偏
2、小。本文將首先對試樣對稱截面上的受力情況進(jìn)行分析,然后諸多的優(yōu)良特性而得到越來越廣泛的應(yīng)用。對考慮到管道直徑的不同,通過改變試樣的幾何尺寸、RPM管而言,其環(huán)向拉伸強(qiáng)度是保證RPM管產(chǎn)品質(zhì)量的最為重要的性能指標(biāo)之一。如何準(zhǔn)確而又簡開口寬度、夾持長度等設(shè)計(jì)了多組試樣進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)合測得的Ft-$(Ft為拉伸載荷,$為試樣變形)便地測得RPM管的環(huán)向拉伸強(qiáng)度是目前RPM管曲線與試樣破壞情況,得出了一些有意義的結(jié)果,并檢驗(yàn)過程中所面臨的一個(gè)較難解決的問題。在國內(nèi)對板條狀試樣的幾何形狀和尺寸作出了新的建議,外現(xiàn)行的RPM管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中,對于RPM管環(huán)
3、向拉伸強(qiáng)度的檢測有三種方法[1~3],即內(nèi)水壓法、分離盤可望由此得到較好的效果。法和樣條法。2環(huán)向拉伸試樣對稱截面的應(yīng)力分析內(nèi)水壓法是在兩端封閉的一定長度(不小于2.1受力分析模型3Dw,Dw為管道的外直徑)管段中注滿水,然后通在內(nèi)半徑為R,壁厚為t的RPM管管壁上,沿過壓力泵對其加壓,直到試樣破壞。分離盤法是在環(huán)(圓周)向取出圓心角為2A的試樣,試樣的寬度為一圓環(huán)試樣(寬度為4~10mm)中放入外徑與試樣B,如圖1所示。為保證試樣受拉后在對稱軸處斷內(nèi)徑相同的由兩個(gè)半圓組成的圓盤,在兩個(gè)半圓盤裂,故在對稱軸處開一長度為2w,深為b1的小槽,
4、對稱軸方向施加反向拉力直到試樣破壞。樣條法是在管壁沿環(huán)向取出的板條狀試樣,在試樣兩端施加反向拉力至試樣破壞。由于內(nèi)水壓法所需的試樣用料較多,測試的周期較長,試驗(yàn)方法較復(fù)雜,要做到兩端完全密封較為困難,同時(shí)試驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性,故較少采用。雖然分離盤法較內(nèi)水壓法用料少且沒有危險(xiǎn)性,但其取樣較為麻煩,同時(shí)需要一系列的分離盤,而且管徑較大時(shí)分離盤質(zhì)量較大,因而測試過程較樣條法復(fù)雜。樣條法實(shí)施過程中制樣和測試均較為方便,因而最為常用。但當(dāng)管道直徑較小時(shí),采用樣條法所測出的環(huán)向拉伸強(qiáng)度明顯小于其它兩種方法的測試結(jié)果,因而樣條法也存在明顯的不足。[4,5
5、]由于對從管壁沿環(huán)向取出的板條狀試樣兩端施加反向拉力的作用線往往不通過試樣破壞截面中心,因此在板條拉伸試樣的破壞面上存在彎曲應(yīng)圖1受力分析模型Fig.1AnalyzingModel力造成試樣兩側(cè)不是同時(shí)而是先后被拉壞,而按Rt收稿日期:2004-03-29作者簡介:周仕剛(1963-),男,教授,博士,主要從事復(fù)合材料基本力學(xué)性能及其應(yīng)用研究。FRP/CM2004.No.64RPM管環(huán)向拉伸強(qiáng)度的測試2004年9月槽口對應(yīng)的圓心角為2A0。$=(R+t/2)(1-cos((A+A0)/2))A/WZ(11)設(shè)在測試時(shí)如圖1(b)夾持面上所受
6、的使試樣若試樣為均質(zhì)材料,則上式可轉(zhuǎn)化為:產(chǎn)生拉伸的切向力也是均布的,這樣可把夾持面的$=6(R/t+1/2)(1-cos((A+A0)/2))(12)這種力簡化為一作用在試樣寬度和厚度中間層交線應(yīng)力偏差$越小,說明破壞面上的拉應(yīng)力分布越均與圓心角(A-A0)的角平分線交點(diǎn)上的集中載荷,設(shè)勻,則試樣最可能全截面材料同時(shí)被拉壞,測出的結(jié)該點(diǎn)載荷的大小為Ft。果也就最可能接近真實(shí)結(jié)果。2.2破壞截面應(yīng)力分析按照國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/玻璃纖維纏繞增強(qiáng)塑由于力的作用點(diǎn)與試樣的破壞面即對稱面的中料夾砂壓力管0(JC/T838-1998)[1]中的相關(guān)規(guī)定
7、心點(diǎn)(截面形心)有偏心距為e,故對稱面上的應(yīng)力制取試樣(假設(shè)試樣為均質(zhì)材料),可以估算出應(yīng)力由兩部分組成。一部分為由軸向力N引起的應(yīng)力,偏差$。當(dāng)R/t=35時(shí),若R從100mm變化到另一部分為由偏心引起的彎矩M所產(chǎn)生的應(yīng)力。2000mm,相應(yīng)的$=(539~14.0)%;當(dāng)R/t=25其中軸力N為:時(shí),若R從100mm變化到2000mm,相應(yīng)的$=N=Ft(1)(387~10.1)%。按照國家城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/玻璃式中Ft為試樣所受的拉伸載荷,kN。增強(qiáng)塑料夾砂管0(CJ/T3079-1998)[2]中的相關(guān)而彎矩M為:規(guī)定制取試樣,其應(yīng)
8、力偏差$會更大些。M=Ft#e(2)通過上述計(jì)算可知,當(dāng)管道的公稱直徑較小時(shí)式中e為試樣所受的拉伸載荷Ft作用線與破壞面應(yīng)力偏差$很大,即破壞截面上最大彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)大形心之間的距離
