兩種聚丙烯螺紋節(jié)點(diǎn)軸心強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)研究

張昊 席晗 許來(lái)彪 申夢(mèng)濤 劉凱永

摘 要：試驗(yàn)試件以聚丙烯塑料栓釘與塑料板通過螺紋連接而成。經(jīng)過在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，研究在不同螺紋長(zhǎng)度下螺紋連接節(jié)點(diǎn)和焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的軸心抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同螺紋長(zhǎng)度的兩種節(jié)點(diǎn)各自關(guān)系均為一次函數(shù)關(guān)系，同時(shí)在施加焊縫后可使節(jié)點(diǎn)承載力提高4.66kN。

關(guān)鍵詞：聚丙烯;螺紋連接節(jié)點(diǎn);焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn);軸心受力

中圖分類號(hào)：TU317 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）22-0120-02

Research on Axial Tension Test of Polypropylene Plastic Thread Joints

ZHANG Hao XI Han XU Laibiao SHEN Mengtao LIU Kiayong

Abstract： The test specimen is made of polypropylene plastic peg and plastic plate connected by thread. Drawing test was carried out on universal test machine to study the axial tensile strength of thread connection joints and welded thread reinforcement joints at different thread lengths. The test results show that the relationship between the two joints with different thread lengths is a first-order function， and the bearing capacity of the joint can be increased by 4.66kn after the weld is applied.

Keywords： polypropylene plastics;threaded joint;weld thread reinforcement joints;axial tensile strength

地下糧倉(cāng)是利用天然優(yōu)勢(shì)建造的一種倉(cāng)型[1]，因溫度低、防蟲害、少熏蒸、隱蔽好、占地少等優(yōu)勢(shì)成為糧食儲(chǔ)存的理想倉(cāng)形。但是，地下糧倉(cāng)中也存在防水防潮問題，所以，合理選用防水材料成為防水工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。聚丙烯以其自身特點(diǎn)成為防水材料的優(yōu)選[3]。本試驗(yàn)以聚丙烯螺紋連接節(jié)點(diǎn)和焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)為對(duì)象，測(cè)試在軸心拉力下的抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)以《塑料拉伸性能的測(cè)定》（GB/T 1040—2018）[4]為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試件進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作。試驗(yàn)?zāi)康氖菍?duì)比聚丙烯螺紋連接節(jié)點(diǎn)和焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)之間的軸心抗拉強(qiáng)度。

1 試件設(shè)計(jì)與制作

塑料栓釘采用直徑為30mm長(zhǎng)度為500mm的聚丙烯塑料棒制作而成。塑料栓釘采用一端車絲的形式，車絲長(zhǎng)度分別為20、25、30mm三種。塑料板采用邊長(zhǎng)為100mm的正方形板，厚度分別為20、25、30mm三種，塑料板中心處采取攻絲攻透處理。塑料板與塑料栓釘之間采用1.5mm螺牙間距的螺紋相連接，如圖1（a）所示。

在螺紋連接節(jié)點(diǎn)中，塑料栓釘與塑料板之間的抗拉強(qiáng)度僅依靠螺紋之間的咬合力提供，因此不能具有很高的承載力。為了提高塑料節(jié)點(diǎn)的承載力，在塑料栓釘與塑料板連接處實(shí)施焊接處理，焊接采用圍焊形式，焊縫道數(shù)定為6道，形成焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，如圖1（b）所示。

2 試驗(yàn)加載

在電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上按照?qǐng)D2的形式進(jìn)行軸心拉力加載試驗(yàn)，以100N/s的速度進(jìn)行持續(xù)加載，直到塑料栓釘從塑料板中拔出或塑料栓釘被拔斷方可停止加載。

3 試驗(yàn)結(jié)果

定義螺紋連接節(jié)點(diǎn)試件的試件編號(hào)20-1～4為試件組1，試件編號(hào)25-1～4為試件組2，試件編號(hào)30-1～4為試件組3;定義螺紋焊接節(jié)點(diǎn)試件的編號(hào)20-1h～4h為試件組4、試件編號(hào)25-1h～4h為試件組5、試件編號(hào)30-1h～4h為試件組6。節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1可知，螺紋連接節(jié)點(diǎn)的破壞荷載隨著螺紋長(zhǎng)度的增加而相應(yīng)增加，且其大小與螺紋長(zhǎng)度的關(guān)系基本呈線性關(guān)系;焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的破壞荷載隨著螺紋長(zhǎng)度的增加而相應(yīng)的增加，且其大小與螺紋長(zhǎng)度的關(guān)系基本呈線性關(guān)系，如圖3所示。

4 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

將試驗(yàn)組1與試驗(yàn)組4的平均破壞荷載進(jìn)行對(duì)比，在螺紋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度同為20mm時(shí)，試驗(yàn)組4比試驗(yàn)組1提高了4.74kN;將試驗(yàn)組2與試驗(yàn)組5的平均破壞荷載進(jìn)行對(duì)比，在螺紋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度同為25mm時(shí)，試驗(yàn)組5比試驗(yàn)組2提高了4.53kN;將試驗(yàn)組3與試驗(yàn)組6的平均破壞荷載進(jìn)行對(duì)比，在螺紋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度同為30mm時(shí)，試驗(yàn)組6比試驗(yàn)組3提高了4.71kN。通過以上三組比較可以看出，在螺紋連接長(zhǎng)度相同的情況下，施加雙股型六道焊縫的焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的破壞荷載比螺紋連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度平均高出4.66kN。<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)）2019年第22期_104060＼Image＼122p-張昊-換圖-圖3 螺紋連接節(jié)點(diǎn)和焊接螺紋加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)與螺紋長(zhǎng)度關(guān)系圖.png>[30

從圖3可以看出，二者的斜率增長(zhǎng)基本相同，說明無(wú)論是否施加焊縫，破壞荷載都會(huì)隨著螺紋長(zhǎng)度的增加而增加，并且增長(zhǎng)速度基本相同。在圖中，螺紋連接節(jié)點(diǎn)的直線圖形要低于螺紋焊接加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)圖，即在施加焊縫后，在螺紋長(zhǎng)度相同的情況下，破壞荷載值有了明顯提高，說明焊縫的施加能有效提高構(gòu)件的軸心抗拔能力。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)比不同螺紋長(zhǎng)度的螺紋連接節(jié)點(diǎn)和螺紋焊接加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果可得出，當(dāng)采用六道焊縫進(jìn)行加強(qiáng)焊接時(shí)，對(duì)試驗(yàn)軸心破壞荷載值的影響較大。

本文提出的聚丙烯塑料節(jié)點(diǎn)為以后的防水研究提供了新的構(gòu)件。

參考文獻(xiàn)：

[1]仇國(guó)斌.地下倉(cāng)安全儲(chǔ)糧技術(shù)[J].西部糧油科技，2002（4）：56-58.

[2]唐本涪，楊勇.地下結(jié)構(gòu)防水材料應(yīng)用技術(shù)析[J].建設(shè)管理，2013（10）：83-85.

[3]張淑媛.塑料-混凝土地下糧倉(cāng)中塑料連接件的抗拔試驗(yàn)研究[D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2017.

[4]常晨輝.塑料-混凝土地下糧倉(cāng)中聚丙烯構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究[D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2017.