一種用于檢測竹復合壓力管初始環向拉伸強力的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于管道力學性能測試試樣及夾具領域，更具體地，涉及一種用于檢測竹 復合壓力管初始環向拉伸強力的方法。
【背景技術】
[0002] 竹復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，可廣泛應用于城市給排水、水利、農田灌 溉、石油污水處理、工業循環水等領域。
[0003] 竹復合壓力管下線成品后，對于不同場合下使用的管道，需要對使用管道的環向 可承受應力大小進行測定，即對其環向拉伸強力進行測試，以此來確定竹復合壓力管性能 是否符合質量及使用要求。由于竹復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，現有技術中還沒有一種簡單有效、且較為精準的可用于檢測竹復合壓力管初始 環向拉伸強力的方法。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于檢測竹復合壓力管 初始環向拉伸強力的方法，其中結合竹復合壓力管自身的特點，相應的設計了適用于竹復 合壓力管的試驗方法，并對環向拉伸強力的測試公式及執行環向拉伸強力測試的試樣進行 設計，相應的可有效的制備適用于竹復合壓力管執行環向拉伸強力測試的試樣，并快速的 獲得竹復合壓力管的初始環向拉伸強力值，具有測試快速便捷、簡單方便的優點；同時，本 發明還設計了在執行環向拉伸強力測試過程中用于夾持試樣的專用夾具，該夾具具有結構 簡單，操作方便的優點。
[0005] 為實現上述目的，本發明提出了一種用于檢測竹復合壓力管初始環向拉伸強力的 方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0006] (1)制備試樣：沿著待測試的竹復合壓力管的徑向切割出多個軸向長度為B的圓 環狀試樣，所述試樣一側的上下端面上開設有上下對稱的且底面平行的兩個凹槽，該凹槽 沿著所述試樣的圓環延伸；所述凹槽的底面長度為L，并且兩個凹槽底面之間的距離為b ; 所述試樣的另一側開設有同樣的上下對稱的兩個凹槽，并且所述試樣同一端面上開設的兩 個凹槽關于所述試樣的圓心對稱；
[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機上，保證安裝后，所 述試樣同一端面上開設的兩個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、連續的對所述試樣進行加載，直到所述試樣破壞，記錄試樣破壞時所對應的破 壞載荷F，則該試樣的初始環向拉伸強力Fth為：
[0009] 其中：Fth-初始環向拉伸強力；
[0010] F一破壞載荷；
[0011] b-試樣兩個凹槽底面之間的距離；
[0012] 計算上述多個試樣初始環向拉伸強力的算術平均值，獲得該待測竹復合壓力管的 初始環向拉伸強力。
[0013] 作為進一步優選的，所述待測竹復合壓力管的初始環向拉伸強力需不小于設定的 初始環向拉伸強力最小值Fth'，該設定的初始環向拉伸強力最小值Fth'與所述待測竹復 合壓力管的公稱直徑和壓力等級相關。
[0014] 作為進一步優選的，所述凹槽與所述試樣的圓環端面通過倒角過渡連接，所述倒 角為45°。
[0015] 作為進一步優選的，所述試樣的個數不少于5個。
[0016] 作為進一步優選的，所述夾具包括兩個上下對稱設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型叉結構，所述上拉模 具為半圓型板狀結構，所述上拉模具與所述上拉桿的U型叉結構固定連接，所述上拉桿的U 型叉結構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型叉結構，所述下拉模 具為半圓型板狀結構，所述下拉模具與所述下拉桿的U型叉結構固定連接，所述下拉桿的U 型叉結構連接于所述下拉模具的中軸線上；
[0019] 所述半圓型板狀結構的上拉模具和下拉模具套裝在所述試樣的內部，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；所述上拉桿和下拉桿的U型叉結構套 裝在所述試樣的外部。
[0020] 作為進一步優選的，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連接。
[0021] 作為進一步優選的，所述上拉模具和下拉模具上開設有用于安裝所述連接板的滑 動凹槽，所述半圓型板狀結構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 凹槽與所述半圓型板狀結構的直線邊垂直。
[0022] 作為進一步優選的，所述上拉模具通過螺釘與所述上拉桿的U型叉結構固定連 接；所述下拉模具通過螺釘與所述下拉桿的U型叉結構固定連接。
[0023] 作為進一步優選的，所述半圓型板狀結構的上拉模具和下拉模具的直線邊相對， 且互相平行。
[0024] 作為進一步優選的，所述上拉模具和下拉模具的直線邊與所述試樣兩側同一端面 上開設的兩個凹槽的中心連線平行。
[0025] 總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的 技術優點：
[0026] 1.本發明結合竹復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，相應的設計了適用于具有上述結構的竹復合壓力管的環向拉伸強力檢 測方法，并對初始環向拉伸強力的計算公式進行研究，同時還對執行環向拉伸強力測試的 試樣的形狀結構進行研究，具有檢測快速準確、簡單方便等優點，便于竹復合壓力管環向拉 伸強力的快速測試。
[0027] 2.本發明還對執行環向拉伸強力測試過程中用于夾持試樣的夾具進行了研究，設 計了適用于竹復合壓力管執行環向拉伸強力測試的專用夾具，該夾具具有結構簡單，可操 作性強的優點。
【附圖說明】
[0028] 圖I (a)和（b)分別是竹復合壓力管的圓環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行環向拉伸強力測試的主視圖和左視圖。
【具體實施方式】
[0030] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要 彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0031] 本發明的一種用于檢測竹復合壓力管初始環向拉伸強力的方法，具體包括如下步 驟：
[0032] (1)制備試樣：如圖1(a)和（b)所示，沿著待測試的竹復合壓力管的徑向切割出 多個軸向長度為B的圓環狀試樣，所述試樣一側的上下端面上開設有上下對稱的且底面平 行的兩個凹槽，該凹槽沿著所述試樣的圓環延伸；所述凹槽的底面長度為L，并且兩個凹槽 底面之間的距離為b ;所述試樣的另一側開設有同樣的上下對稱的兩個凹槽，并且所述試 樣同一端面上開設的兩個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 開設的兩凹槽關于圓環的圓心對稱設置。
[0033] 拉伸試樣的具體尺寸可根據竹復合壓力管的公稱直徑靈活調整（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端面通過倒角過渡連 接，該倒角優選為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機上，安裝時保證試 樣同一端面上開設的兩個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、連續的對所述試樣進行加載，直到所述試樣破壞，記錄試樣破壞時所對應的破壞載 荷F，采用式（1)分別計算每個試樣的初始環向拉伸強力： CN 105181446 A 說明書 4/8 頁
[0039] 式中：Fth-初始環向拉伸強力，單位為kN/m ;
[0040] F-破壞載荷，單位為N ;
[0041] b-試樣兩個凹槽底面之間的距離，單位為mm ;
[0042] 計算上述多個試樣初始環向拉伸強力的算術平均值，獲得竹復合壓力管的初始環 向拉伸強力，所述試樣不少于5個。
[0043] 本實施例以公稱直徑DN300mm、壓力等級0· 4MPa以及公稱直徑DN600mm、壓力等級 分別為0. SMPa和0. 4MPa的竹復合壓力管為例，采用本發明的初始環向拉伸強力的方法進 行拉伸，實現竹復合壓力管初始環向拉伸強力的檢測，具體測試結果參見表2和表3。
[0044] 表2