鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)EP/GF復(fù)合材料沉頭螺栓連接失效的影響*

黃學(xué)優(yōu)，張彥飛，杜瑞奎，王智，劉亞青

（1.山西省高分子復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心，太原 030051； 2.中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030051）

鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)EP/GF復(fù)合材料沉頭螺栓連接失效的影響*

黃學(xué)優(yōu)1，2，張彥飛1，2，杜瑞奎1，2，王智1，2，劉亞青1，2

（1.山西省高分子復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心，太原 030051； 2.中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030051）

以環(huán)氧樹脂（EP）為基體，單層玻璃纖維（GF）布為增強(qiáng)體，利用真空輔助樹脂傳遞模塑工藝制備了具有［0°］6s，［45°/-45°］3s，［0°/90°］3s，［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的EP/GF復(fù)合材料層合板，通過拉伸失效實(shí)驗(yàn)研究了鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料層合板沉頭螺栓連接承載能力的影響，并進(jìn)一步分析了4種鋪層結(jié)構(gòu)的沉頭螺栓連接層合板在拉伸時(shí)的失效行為。結(jié)果表明，［45°/-45°］3s與［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板均發(fā)生了承載失效，具有較高的螺栓連接承載能力，其中［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板最大拉伸載荷最高，為6.7 kN，［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板具有最大的失效位移，為14.17 mm；［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板發(fā)生了剪切開裂失效，其螺栓連接承載能力低于上述兩種鋪層結(jié)構(gòu)；［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板發(fā)生了凈張力失效，其螺栓連接承載能力最低。

環(huán)氧樹脂；玻璃纖維；層合板；沉頭螺栓連接；失效；鋪層結(jié)構(gòu)

復(fù)合材料機(jī)械連接具有環(huán)保、可拆卸性強(qiáng)、連接強(qiáng)度高、便于維護(hù)等特點(diǎn)，成為樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接中最重要的方法［1］。最常用的一種機(jī)械連接方式為螺栓連接，幾乎遍布航空飛行器的各個(gè)部位，其連接強(qiáng)度直接決定和影響著航空飛行器的整體性能。樹脂基復(fù)合材料所具有的脆性、力學(xué)性能各向異性等特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的凸頭多釘針狀螺栓連接載荷存在分配不均的現(xiàn)象［2］，而且傳統(tǒng)的針狀螺栓連接往往難以滿足飛行器某些部位外形光滑度的要求，因此在這些部位常采用沉頭螺栓連接形式改善其外形的光滑度。而且由于沉頭螺栓壓頭的壓緊作用，不僅可以改善多個(gè)螺栓的載荷分布不均勻性，同時(shí)，還可以消除邊緣螺釘（或螺栓）載荷過大的現(xiàn)象，提高連接的承載能力［3］。

影響樹脂基復(fù)合材料螺栓連接性能的因素有很多，如螺栓直徑、螺栓孔距離端面的距離、鋪層結(jié)構(gòu)等，大量的研究表明，鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)螺栓連接的失效影響較為明顯。Ι. D. G. A. Subagia等［4］測(cè)試了碳纖維復(fù)合材料層合板銷釘連接的拉伸擠壓載荷，分析了4種鋪層結(jié)構(gòu)的連接載荷，研究結(jié)果表明，將90°鋪層放置在表面或者表面層的下方，可以提高針狀螺栓的連接載荷。F. Taheri-Behrooz等［5］研究了［0°/90°］s鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)針狀螺栓連接承載載荷的影響，結(jié)果表明，表面為90°鋪層的層合板的載荷要優(yōu)于表面為0°的鋪層。P. Mo?e等［6］研究了鋪層角度對(duì)針狀螺栓連接失效的影響，結(jié)果表明，只有0°，90°或者±45°鋪層可以增強(qiáng)螺栓連接的拉伸載荷，適當(dāng)增加90°鋪層纖維的含量，可以增強(qiáng)螺栓連接的拉伸載荷。目前，鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)沉頭螺栓連接失效的影響研究還很少，筆者采用真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）工藝，制備了具有［0°］6s，［45°/-45°］3s，［0°/90°］3s，［90°］6s等4種鋪層結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂（EP）/玻璃纖維（GF）復(fù)合材料，對(duì)這4種鋪層結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)其拉伸失效形式進(jìn)行了分析，從而為EP/GF復(fù)合材料沉頭螺栓連接的鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原料

EP：CYDF-175，岳陽巴陵華興石化有限公司；

EP固化劑：CYDHD-501，岳陽巴陵華興石化有限公司；

單向GF布：E-BX800，振石集團(tuán)恒石纖維基業(yè)有限公司。

1.2主要儀器與設(shè)備

VARTM模具：自制；

旋片式真空泵：2XZ-4型，臺(tái)州市椒江宏興泵設(shè)備廠；

微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)：WDW-E300型，美斯特工業(yè)系統(tǒng)有限公司；

真空烘箱：CT-C-1型，南京索特干燥設(shè)備廠；

掃描電子顯微鏡（SEM）：SU-1510型，日本日立公司。

1.3試樣制備

根據(jù)設(shè)計(jì)好的鋪層角度，將裁剪好的單向GF布依次按順序鋪設(shè)到玻璃模具上，按EP與固化劑質(zhì)量比為100/30配制好樹脂體系并進(jìn)行浸膠，在壓力0.09 MPa下采用VARTM工藝固化成型24 h，成型脫模后，在80℃真空烘箱中后固化12 h，依據(jù)文獻(xiàn)［7］與標(biāo)準(zhǔn)ΙSO F/77H10-2013，ASTM D5961-2013的尺寸進(jìn)行打孔和裝配，連接幾何尺寸如圖1所示。沉頭螺栓的材料為結(jié)構(gòu)鋼［8］，拉伸彈性模量為210 GPa，泊松比為0.3。

1.4測(cè)試與表征

（1）拉伸失效實(shí)驗(yàn)。

圖1　螺栓連接的幾何尺寸

為了防止由于預(yù)緊力作用使得連接件在厚度方向上提前發(fā)生失效，同時(shí)，降低預(yù)緊力對(duì)螺栓連接載荷的影響，在拉伸失效實(shí)驗(yàn)過程中，將層合板C1和層合板C2之間的螺栓預(yù)緊采用手動(dòng)擰緊［9］，連接件的一端固定，另一端施加2 mm/min的動(dòng)態(tài)載荷。連接件的預(yù)緊以及邊界約束如圖2所示。

圖2　螺栓連接件的預(yù)緊及邊界約束

拉伸失效實(shí)驗(yàn)按ASTM D5961/D5961M進(jìn)行，當(dāng)載荷下降為最大載荷的30%時(shí)，實(shí)驗(yàn)停止，記錄復(fù)合材料沉頭螺栓連接拉伸過程中的位移載荷曲線和螺栓孔周圍的失效現(xiàn)象。

（2） SEM表征。

將螺栓孔周圍的失效面進(jìn)行噴金，采用SEM觀察鋪層結(jié)構(gòu)為［0°］6s，［45°/-45°］3s，［0°/90°］3s的層合板C2和［90°］6s的層合板C1螺栓孔周圍纖維和基體的失效形式并拍照。

2　結(jié)果與討論

2.1位移-載荷曲線

圖3示出具有［0°］6s，［45°/-45°］3s，［0°/90°］3s和［90°］6s4種鋪層結(jié)構(gòu)的由沉頭螺栓連接的EP/ GF復(fù)合材料層合板的位移-載荷曲線。由圖3可知，在起始階段，隨著拉伸位移的增加，螺栓連接的4種鋪層結(jié)構(gòu)層合板載荷呈近似線性的增大。隨著位移的進(jìn)一步增加，載荷出現(xiàn)明顯的非線性變化：由圖3a可知，［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)在達(dá)到螺栓連接線性最大承載能力后，隨位移的增加，載荷呈現(xiàn)出階梯式的減小趨勢(shì)；由圖3b可知，［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)在達(dá)到線性最大承載能力后，隨位移的增加，載荷呈近似線性減?。挥蓤D3c可知，［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)達(dá)到線性最大承載能力后，載荷呈現(xiàn)“斷崖式”下降趨勢(shì)，幾乎在瞬間降為0；由圖3d可知，［90°］6s的鋪層結(jié)構(gòu)在達(dá)到線性最大承載能力后，隨著位移的增加，載荷先近似線性增大而后呈下降趨勢(shì)。

圖3　4種鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板位移-載荷曲線

由圖3的位移-載荷曲線，可以得出4種鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板的最大拉伸載荷和失效位移，如圖4所示。由圖4可知，［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板最大拉伸載荷最高，為6.7 kN；［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板最大拉伸載荷也相對(duì)較高，而其失效位移最大，為14.17 mm；［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板最大拉伸載荷和失效位移均低于上述兩種鋪層結(jié)構(gòu)，而［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板最大拉伸載荷和失效位移均最小，螺栓連接承載能力最低。

2.2失效形式

4種鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板拉伸失效情況如圖5所示。

圖4　4種鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板的最大拉伸載荷及失效位移

圖5　4種鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板的拉伸失效情況

由圖5a可知，［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板在拉伸過程中發(fā)生了剪切開裂失效，層合板C1和C2在沿拉伸方向上出現(xiàn)明顯的白色裂紋，且隨著載荷的增加，螺栓發(fā)生了沿拉伸方向的傾斜，層合板C2的孔周圍在螺栓傾斜的地方有凹陷，螺栓孔周圍沒有發(fā)生明顯的翹曲現(xiàn)象；由圖5b可知，［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板在拉伸過程中發(fā)生了承載失效，其沉頭螺栓發(fā)生明顯的傾斜，且在螺栓孔周圍層合板C1和C2同時(shí)發(fā)生了以擠壓點(diǎn)為凹陷中心的翹曲變形，同時(shí)層合板C2的孔周圍出現(xiàn)了沿纖維鋪設(shè)方向的“剝離型”裂紋區(qū)，且裂紋區(qū)面積較大；由圖5c可知，［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板在拉伸過程中發(fā)生了承載失效，層合板C1和C2的孔周圍都發(fā)生了翹曲，在孔周圍出現(xiàn)了粉末狀的基體，且在層合板C2的螺栓孔周圍出現(xiàn)明顯的“月牙形”裂紋區(qū)；由圖5d可知，［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板在拉伸過程中發(fā)生了凈張力失效，層合板C1在孔的周圍發(fā)生短時(shí)間的翹曲變形，并在垂直于拉伸方向上，伴隨有明顯的裂紋。

2.3SEM分析

采用SEM分別對(duì)4種鋪層結(jié)構(gòu)的層合板螺栓孔周圍失效情況進(jìn)行了分析，如圖6所示。

圖6　4種鋪層結(jié)構(gòu)的層合板螺栓孔周圍失效情況的SEM照片

由圖6a可知，［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)中0°纖維發(fā)生了沿寬度方向的傾斜，并伴隨有纖維的逐層斷裂，這說明，在拉伸過程中0°纖維承擔(dān)了主要的載荷且該鋪層結(jié)構(gòu)發(fā)生了逐層失效，因此，當(dāng)其承載能力達(dá)到最大后，載荷呈階梯式的減小。

由圖6b可知，［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)中-45°層發(fā)生了纖維-基體界面失效，還伴隨有少量的45°層纖維剪切斷裂，這說明，-45°層纖維和基體開裂引起的應(yīng)力集中向45°方向擴(kuò)展，使得45°層方向上的纖維發(fā)生斷裂。-45°和45°纖維層交互承擔(dān)載荷，增加了層間的剪切應(yīng)力，使得該鋪層結(jié)構(gòu)的層合板有最大的失效位移［11］，因此，其連接的沉頭螺栓失效的時(shí)間增大，增加了沉頭螺栓連接的使用壽命。

由圖6c可知，［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)中0°纖維層受到了沉頭螺栓沿拉伸方向的擠壓，90°纖維層基體開裂并有部分纖維發(fā)生斷裂。這說明，0°纖維層受到螺栓擠壓產(chǎn)生的孔邊應(yīng)力集中向90°纖維層擴(kuò)展，90°纖維層可減緩或者抑制失效面積的擴(kuò)展，同時(shí)還可以吸收層間的剪切應(yīng)力，阻礙了裂紋的擴(kuò)展，提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)承擔(dān)載荷的能力，但當(dāng)連接強(qiáng)度達(dá)到最大值時(shí)，90°纖維層發(fā)生斷裂失效，0°層纖維失去了保護(hù)，導(dǎo)致螺栓連接的承載能力突然下降。

由圖6d可知，［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)中有平行于纖維方向的裂縫且部分纖維伸出裂縫并伴隨有大量的基體粉末，這說明，［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板在拉伸過程中基體與纖維發(fā)生了分離，因此該鋪層結(jié)構(gòu)中樹脂基體承擔(dān)主要的載荷，故其螺栓連接承載能力最低。隨著施加載荷繼續(xù)增大，沉頭螺栓對(duì)層合板C1厚度方向的擠壓力逐漸增大，使得孔周圍應(yīng)力分布多元化，阻礙了裂紋的擴(kuò)展，因此，連接的承載能力出現(xiàn)了再增大。

3　結(jié)論

（1） 4種鋪層結(jié)構(gòu)中，［45°/-45°］3s和［0°/90°］3s有較強(qiáng)的螺栓連接承載能力，其次為［0°］6s，［90°］6s的螺栓連接承載能力最低。

（2） ［45°/-45°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板失效位移最大，為14.17 mm；［0°/90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的螺栓連接層合板最大拉伸載荷最高，為6.7 kN。

（3）在拉伸失效實(shí)驗(yàn)過程中，［45°/-45°］3s和［0° /90°］3s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板發(fā)生了承載失效，［0°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板發(fā)生了剪切開裂失效，［90°］6s鋪層結(jié)構(gòu)的層合板發(fā)生了凈張力失效。

［1］ 沈帆.復(fù)合材料銷釘連接的研究［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2011. Shen Fan. Study of composite on pinned-joint strength［D］. Wuhan：Wuhan University of Technology，2011.

［2］ 孫永波，程小全，張紀(jì)奎.復(fù)合材料層合板沉頭螺栓連接研究進(jìn)展［J］.航空制造技術(shù)，2012（18）：75-78. Sun Yongbo，Cheng Xiaoquan，Zhang Jikui. Research on development of composites laminate countersunk bolt joint［J］. Aeronautical Manufacturing Technology，2012（18）：75-78.

［3］ 王耀先.復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001. Wang Yaoxian. Structure design of composite materials［M］. Beijing：Chemical Ιndustry Press，2001.

［4］ Subagia Ι D G A，Kim Y，Tijing L D，et al. Effect of stacking sequence on the flexural properties of hybrid composites reinforced with carbon and basalt fibers［J］. Composites Part B：Engineering，2014，58：251-258.

［5］ Taheri-Behrooz F，Shokrieh M M，Yahyapour Ι. Effect of stacking sequence on failure mode of fiber metal laminates under lowvelocity impact［J］. Ιranian Polymer Journal，2014，23：147-152.

［6］ Mo?e P，Beg D. A complete study of bearing stress in single bolt connections［J］. Journal of Constructional Steel Research，2014，95：126-140.

［7］ Gray P J，O'Higgins R M，McCarthy C T. Effect of thickness and laminate taper on the stiffness，strength and secondary bending of single-lap，single-bolt countersunk composite joints［J］. Composite Structures，2014，107：315-324.

［8］ Heimbs S，Schmeer S，Blaurock J，et al. Static and dynamic failure behaviour of bolted joints in carbon fiber composites［J］. Composites Part A：Applied Science and Manufacturing，2013，47：91-101.

［9］ Zhou Y，Nezhad H Y，Hou C，et al. A three dimensional implicit finite element damage model and its application to single-lap multi-bolt composite joints with variable clearance［J］. Composite Structures，2015，131：1 060-1 072.

［10］ McCarthy M A，Lawlor V P，Stanley W F，et al. Bolt-hole clearance effects and strength criteria in single-bolt，single-lap，composite bolted joints［J］. Composites Science and Technology，2002，62：1 415-1 431.

［11］ Guo H B，Wang B，Jia P R，et al. Ιn-plane shear behaviours of a 2D-SiC/SiC composite under various loading conditions［J］. Ceramics Ιnternational，2015，49：11 562-11 569.

我國(guó)塑料門窗發(fā)展存在的問題

我國(guó)的塑料門窗技術(shù)源于歐洲，相比較而言，國(guó)內(nèi)塑料門窗發(fā)展相對(duì)落后，主要存在以下一些問題。

1 原材料問題

缺乏適宜的生產(chǎn)塑料窗的專用樹脂以及相應(yīng)的改性劑、助劑。原材料的品種、規(guī)格和性能尚不能很好地滿足塑料窗生產(chǎn)的需要。

2 模具問題

為了適應(yīng)我國(guó)今后各種不同用途、不同檔次、不同類別的需求，模具的總需求量將是相當(dāng)可觀的。然而我國(guó)塑料門窗的模具設(shè)計(jì)才剛剛起步，目前水平尚較低，與國(guó)外的差距是：國(guó)產(chǎn)模具，擠出的型材產(chǎn)率低，一般僅及國(guó)外先進(jìn)模具的2/3，甚至更低；國(guó)產(chǎn)模具擠出的型材質(zhì)量不穩(wěn)定。

3 組裝能力

按一般要求，成窗組裝能力與型材的擠出能力之比為1∶（4～5），但目前我國(guó)型材的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于組裝能力，由于組裝能力不足，影響了擠出線生產(chǎn)能力的發(fā)揮。

4 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

目前我國(guó)掌握型材截面、窗型、配套件的設(shè)計(jì)及應(yīng)用與施工安裝技術(shù)的能力和水平較低，采用國(guó)外代行設(shè)計(jì)及購(gòu)進(jìn)國(guó)外現(xiàn)行截面不一定符合國(guó)情，尚不能按市場(chǎng)需要設(shè)計(jì)系列化的產(chǎn)品。多數(shù)廠家只能靠引進(jìn)時(shí)購(gòu)進(jìn)的幾個(gè)基本規(guī)格組成整窗。由于型材設(shè)計(jì)的先天不足，尚難實(shí)現(xiàn)型材規(guī)格系列配套，因而缺乏市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5 五金配件問題

在引進(jìn)塑料異型材生產(chǎn)線時(shí)，對(duì)五金配件的引進(jìn)重視不夠，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有配件不耐腐蝕，在美觀靈活、強(qiáng)度等方面性能也不盡理想，品種少，選擇余地小，影響了塑料窗的推廣和使用質(zhì)量。

6 標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工作跟不上，雖然型材標(biāo)準(zhǔn)目前已公布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)草案，但成品窗標(biāo)準(zhǔn)仍然沒有，部分企業(yè)套用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)試手段、方法、測(cè)試設(shè)備上也跟不上需要。此外，安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范尚未制定，因而阻礙了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

7 價(jià)格

塑料窗價(jià)格偏高是影響推廣的重要因素。除原材料供應(yīng)價(jià)格上漲因素外，還有成型工藝較復(fù)雜、開工率較低，產(chǎn)量達(dá)不到設(shè)計(jì)能力等原因，使單位產(chǎn)品的原材料消耗、能耗，折舊攤銷，人工費(fèi)等支出相應(yīng)增加，加上產(chǎn)品合格率低，再有各種稅利等，從而加大了成本。

8 認(rèn)識(shí)上的不足

塑料窗是一種新型建材，不少人對(duì)它的質(zhì)量、性能、特點(diǎn)還不認(rèn)識(shí)，不了解，例如對(duì)國(guó)外已定論的老化及燃燒問題仍有疑慮。設(shè)計(jì)、施工、使用部門缺乏使用新型建材的積極性，往往習(xí)慣于沿用傳統(tǒng)常規(guī)作法，駕輕就熟，不愿擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，生怕出問題。

（再生塑料網(wǎng)）

聚丙烯材料單獨(dú)發(fā)泡令車門飾板大幅減重

在“Automotive World 2016”上，積水技術(shù)成型公司展出了質(zhì)量減輕35%的車門飾板。通過使用聚丙烯材料單獨(dú)發(fā)泡，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡前2倍的厚度，并獲得了較高的剛性和強(qiáng)度。積水技術(shù)成型公司將盡快使其投入實(shí)用。

車門飾板從發(fā)泡前的890 g減輕到580 g，減輕了35%，同時(shí)還獲得了內(nèi)裝品要求的外觀和強(qiáng)度。

以往技術(shù)最多只能比非發(fā)泡品減輕20%，如果再提高發(fā)泡率，就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度下降、殘留發(fā)泡痕跡、影響外觀等問題。

積水技術(shù)成型是積水化學(xué)工業(yè)的全資子公司，主營(yíng)業(yè)務(wù)是樹脂成型品的制造及銷售。積水技術(shù)成型公司利用聚丙烯及添加劑等的材料配比技術(shù)，以及向模具內(nèi)填充高壓氣體發(fā)泡的模具技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡率的提高。

（環(huán)塑網(wǎng)）

質(zhì)檢總局抽查硬聚氯乙烯管材10批次不合格

2016年1月22日，質(zhì)檢總局公布了硬聚氯乙烯（PVCU）管材產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查結(jié)果。結(jié)果顯示，2015年第四季度，質(zhì)檢總局共抽查了河北、山西、內(nèi)蒙古、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、河南、湖北、湖南、廣東、重慶、四川、陜西、甘肅、寧夏、新疆等19個(gè)省、自治區(qū)、直轄市108家企業(yè)生產(chǎn)的108批次PVC-U管材產(chǎn)品。

本次抽查依據(jù)GB/T 10002.1-2006 《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)PVC-U管材產(chǎn)品的規(guī)格尺寸（平均外徑偏差、任意點(diǎn)壁厚偏差、平均壁厚偏差）、密度、維卡軟化溫度、縱向回縮率、落錘沖擊試驗(yàn)、液壓試驗(yàn)（20℃，1 h）、衛(wèi)生性能（氯乙烯單體含量、鉛含量、鎘含量、高錳酸鉀消耗量）等12個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了檢驗(yàn)。

抽查發(fā)現(xiàn)有10批次產(chǎn)品不符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，涉及到平均外徑偏差、任意點(diǎn)壁厚偏差、平均壁厚偏差、密度、縱向回縮率、維卡軟化溫度、落錘沖擊試驗(yàn)、液壓試驗(yàn)（20℃，1 h）項(xiàng)目。

（石油和化工網(wǎng)）

Effects of Stacking Structures on Countersunk Bolt Joint Failure of EP/GF Composites

Huang Xueyou1，2， Zhang Yanfei1，2， Du Ruikui1，2， Wang Zhi1，2， Liu Yaqing1，2
（1. Research Center for Engineering Technology of Polymeric Composites of Shanxi Province， Taiyuan 030051， China；2. Shool of Materials Science and Engineering of North University of China， Taiyuan 030051， China）

Glass fiber （GF） reinforced epoxy resin （EP） composite laminates with four stacking structures including ［0°］6s，［45° /-45°］3s，［0°/90°］3s，［90°］6swere fabricated by vacuum assisted resin transfer molding process with EP as resin matrix and unidirectional GF cloth as reinforcement. Based on the tensile failure testing methods，the influences of the stacking structures on countersunk bolt joint bearing abilities of the composite laminates were studied. Ιn addition，the tensile failure models of the laminates jointed by countersunk bolt with the four stacking structures were also analyzed. The results show that the laminates with ［45°/-45°］3sand ［0°/90°］3sresult the bearing failure and have higher countersunk bolt joint bearing abilities，among them，the laminate with ［0° /90°］3sowns the largest maximum tensile load （6.7 kN） and the laminate with ［45°/-45°］3sowns the largest failure displacement（14.17 mm）. The laminate with ［0°］6sresults shear-crack failure which has less bolt joint bearing ability than those of laminates with［45°/-45°］3sand ［0°/90°］3s. The laminate with ［90°］6sresults net-tension failure which has the weakest bolt joint bearing ability.

epoxy resin；glass fiber；laminate；countersunk bolt joint；failure；stacking structure

TB332

A

1001-3539（2016）03-0065-05

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.03.013

*山西省科技創(chuàng)新項(xiàng)目（2009101004）

聯(lián)系人：劉亞青，教授，主要從事高分子及其復(fù)合材料研究

2015-12-13