一種用于檢測竹復合壓力管初始軸向拉伸強力的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于竹復合壓力管技術領域，更具體地，涉及一種用于檢測竹復合壓力管 初始軸向拉伸強力的方法。
【背景技術】
[0002] 竹材料是可再生的綠色環保材料，近年來隨著竹復合壓力管相關技術的日益成熟 (例如，中國專利文獻CN101571213A、CN202327397U)，竹復合管作為一種能夠承受一定壓 力的管道，在給排水工程、農田灌溉、石油化工防腐等場合中能夠普遍替代聚氯乙烯管、聚 乙烯管、玻璃鋼管、水泥類管、螺旋焊管、球墨鑄鐵管等傳統管道，具有良好的應用前景。
[0003] 竹復合壓力管下線成品后，對于不同場合下使用的管道，需要對使用管道的可承 受應力大小進行測定，即需要對管道的拉伸強力進行測試，以此來確定竹復合壓力管在應 力作用下的力學性能及抗拉強度是否符合產品質量及使用要求。
[0004] 拉伸特性，尤其是初始軸向拉伸特性，是竹復合壓力管性能的重要指標。現有技術 中已有關于拉伸性能的各種實驗方法（例如，中國國家標準GB/T 1447《纖維增強塑料拉伸 性能試驗方法》），但由于竹復合壓力管是以竹材為基體材料，以熱固性樹脂為膠粘劑，采用 纏繞工藝制成的管道，具體竹纏繞工藝的不同（如竹纏繞方向等）會導致最終的竹復合壓 力管存在較大的各向異性差別，直接應用現有的拉伸強度實驗方法得出的結論并不能全面 反應竹復合壓力管的軸向拉伸性能。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種用于檢測竹復 合壓力管初始軸向拉伸強力的方法，其中通過對其關鍵的試樣形狀、檢測步驟、以及評價標 準等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決竹復合壓力管軸向拉伸性能的檢測問題，并 且檢測得出的初始軸向拉伸強力數據能夠直接反應竹復合壓力管的軸向拉伸性能，能夠達 到簡化軸向拉伸性能判定過程的技術效果，所得出的結論準確性高，能全面的反應竹復合 壓力管的軸向拉伸性能。
[0006] 為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種用于檢測竹復合壓力管初 始軸向拉伸強力的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] (1)制備試樣：沿著待測竹復合壓力管的軸向切割出寬度為B且長度為L的矩形 試樣，所述矩形的長度方向平行于所述待測竹復合壓力管的軸向方向；并且，在該矩形試樣 的兩個長度為L的邊上均開設有凹槽，這兩個凹槽的底面相互平行，均與所述待測竹復合 壓力管的軸向方向平行；所述兩個凹槽底面的長度均SL2，并且這兩個凹槽底面之間的距 離為b ;此外，所述試樣關于所述矩形的長度方向和寬度方向軸對稱；
[0008] (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，然后均勻連續 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 樣的初始軸向拉伸強力Ftl滿足： CN 105181454 A 說明書 2/7 頁
[0010] 其中，F為所述破壞載荷，b為所述步驟（1)中所述試樣兩個凹槽底面之間的距 離；
[0011] 該初始軸向拉伸強力Ftl即為所述待測竹復合壓力管的初始軸向拉伸強力。
[0012] 作為本發明的進一步優選，所述待測竹復合壓力管的初始軸向拉伸強力Ftl還需 要不小于設定的初始軸向拉伸強力最小值Ftl_，該設定的初始軸向拉伸強力最小值Ftl_ 與所述待測竹復合壓力管的公稱直徑和壓力等級相關。
[0013] 作為本發明的進一步優選，所述步驟（1)和步驟（2)中的試樣均為多個，所述初始 軸向拉伸強力為每個試樣對應的初始軸向拉伸強力的平均值。
[0014] 作為本發明的進一步優選，所述步驟（1)和步驟（2)中的試樣均不少于5個。
[0015] 作為本發明的進一步優選，所述步驟（2)中對所述試樣進行加載是以5mm/min的 加載速度進行的。
[0016] 作為本發明的進一步優選，所述兩個凹槽均具有上側面和下側面，所述上側面和 所述下側面與所述凹槽底面所在平面之間的夾角均為45° ;所述上側面和所述下側面沿所 述試樣的矩形長度方向分布。
[0017] 作為本發明的進一步優選，所述步驟（2)中的夾具包括兩個上下對稱設置且結構 相同的上夾體和下夾體，其中：
[0018] 該上夾體包括一體成型的上拉桿和上拉模具，其中，所述上拉模具用于夾持所述 試樣兩個凹槽的上側面，其為U型叉結構，該U型叉結構的兩個叉部的內側設置有斜面，所 述斜面的傾斜角度與該上側面和所述試樣凹槽底面所在平面之間的夾角相同；
[0019] 該下夾體包括一體成型的下拉桿和下拉模具，其中，所述下拉模具用于夾持所述 試樣兩個凹槽的下側面，其為U型叉結構，該U型叉結構的兩個叉部的內側設置有斜面，所 述斜面的傾斜角度與該下側面和所述試樣凹槽底面所在平面之間的夾角相同。
[0020] 通過本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于是以竹復合壓力管為 檢測對象，能夠取得以下有益效果：
[0021] 1.本發明采用取自竹復合壓力管的特殊形狀的試樣，能夠對不同類型的竹復合壓 力管進行檢測，得出的初始軸向拉伸強力結論能夠較為直接的反應該竹復合壓力管的軸向 力學特性，可參考程度高。優選的，本發明在充分考慮竹復合壓力管各向異性條件的基礎 上，預先設定初始軸向拉伸強力最小值^廣"，通過將實際測量得出的待測竹復合壓力管的 初始軸向拉伸強力Ftl與之比較，能夠快速、高效的得出該待測竹復合壓力管初始軸向拉伸 特性是否合格的結論。區別于由于實驗試樣的形狀差別（如厚度參數不同等）導致實驗 得出的數據不能全面體現竹復合壓力管的軸向拉伸特性，本發明結合竹復合壓力的整體形 狀及性能指標（如公稱直徑、壓力等級），得出了相應竹復合壓力管的軸向拉伸強力的最小 值，并通過將該最小值與實驗得出的軸向拉伸強力數據進行比較，得出該竹復合壓力管軸 向拉伸性能是否符合要求的結論，能夠大大簡化實驗檢測步驟；結論的準確性高，且簡單易 操作。
[0022] 2.本發明中的檢測方法能夠最大限度的利用現有檢測工具，在確保準確性的基礎 上，能夠大大降低檢測成本。考慮到竹復合壓力管的各向異性，直接采用一段圓環狀的竹復 合壓力管作為軸向拉伸強力實驗的樣品得出的檢測結果能夠準確反應該竹復合壓力管的 軸向拉伸特性，但由于圓環狀的樣品不同于已有的方法（例如，中國國家標準GB/T 1447)， 實驗工具（如夾具、試驗機等）均要單獨設計，成本高、且不利于推廣。本發明采用與現有 材料拉伸性能試驗方法相近的方法，通過對竹復合壓力管截取試樣，檢測試樣的拉伸性能， 從而得出整個竹復合壓力管的軸向拉伸特性。由于試樣的形狀與常規纖維增強塑料相關試 樣的形狀相近，實驗設備只需要在現有產品的基礎上稍加調整即可用于竹復合壓力管產品 的相關測試，能夠有效控制檢測成本。
[0023] 3.本發明優選使用與試樣形狀相對應的夾具，使拉力試驗機的加載作用能夠均勻 連續的施加在試樣上，減小了實驗過程中的誤差，檢測結論的準確性高。
【附圖說明】
[0024] 圖1是竹復合壓力管為檢測其初始軸向拉伸強力的試樣示意圖；
[0025] 圖2是用于執行軸向拉伸強力測試的夾具及其與試樣組裝后的效果示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 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。
[0027] 實施例
[0028] 首先制取試樣。沿著待測竹復合壓力管的軸向切割出寬度為B且長度為L的矩形 試樣，所述矩形的長度方向平行于所述待測竹復合壓力管的軸向方向；并且，在該矩形試樣 的兩個長度為L的邊上均開設有凹槽，這兩個凹槽的底面相互平行，均與所述待測竹復合 壓力管的軸向方向平行；所述兩個凹槽底面的長度均SL2，并且這兩個凹槽底面之間的距 離為b ;此外，所述試樣關于所述矩形的長度方向和寬度方向軸對稱。
[0029] 最終試樣的形狀及尺寸如圖1所示；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