兩種聚丙烯螺紋節點軸心強度對比試驗研究

張昊 席晗 許來彪 申夢濤 劉凱永

摘 要：試驗試件以聚丙烯塑料栓釘與塑料板通過螺紋連接而成。經過在萬能試驗機上進行拉拔試驗，研究在不同螺紋長度下螺紋連接節點和焊接螺紋加強節點的軸心抗拉強度。試驗結果表明，不同螺紋長度的兩種節點各自關系均為一次函數關系，同時在施加焊縫后可使節點承載力提高4.66kN。

關鍵詞：聚丙烯;螺紋連接節點;焊接螺紋加強節點;軸心受力

中圖分類號：TU317 文獻標識碼：A 文章編號：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

地下糧倉是利用天然優勢建造的一種倉型[1]，因溫度低、防蟲害、少熏蒸、隱蔽好、占地少等優勢成為糧食儲存的理想倉形。但是，地下糧倉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鍵環節[2]。聚丙烯以其自身特點成為防水材料的優選[3]。本試驗以聚丙烯螺紋連接節點和焊接螺紋加強節點為對象，測試在軸心拉力下的抗拉強度。試驗以《塑料拉伸性能的測定》（GB/T 1040—2018）[4]為標準對試件進行設計與制作。試驗目的是對比聚丙烯螺紋連接節點和焊接螺紋加強節點之間的軸心抗拉強度。

1 試件設計與制作

塑料栓釘采用直徑為30mm長度為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，車絲長度分別為20、25、30mm三種。塑料板采用邊長為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。

在螺紋連接節點中，塑料栓釘與塑料板之間的抗拉強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。為了提高塑料節點的承載力，在塑料栓釘與塑料板連接處實施焊接處理，焊接采用圍焊形式，焊縫道數定為6道，形成焊接螺紋加強節點，如圖1（b）所示。

2 試驗加載

在電液伺服萬能試驗機上按照圖2的形式進行軸心拉力加載試驗，以100N/s的速度進行持續加載，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 試驗結果

定義螺紋連接節點試件的試件編號20-1～4為試件組1，試件編號25-1～4為試件組2，試件編號30-1～4為試件組3;定義螺紋焊接節點試件的編號20-1h～4h為試件組4、試件編號25-1h～4h為試件組5、試件編號30-1h～4h為試件組6。節點強度試驗結果如表1所示。

從表1可知，螺紋連接節點的破壞荷載隨著螺紋長度的增加而相應增加，且其大小與螺紋長度的關系基本呈線性關系;焊接螺紋加強節點的破壞荷載隨著螺紋長度的增加而相應的增加，且其大小與螺紋長度的關系基本呈線性關系，如圖3所示。

4 試驗結果對比分析

將試驗組1與試驗組4的平均破壞荷載進行對比，在螺紋設計長度同為20mm時，試驗組4比試驗組1提高了4.74kN;將試驗組2與試驗組5的平均破壞荷載進行對比，在螺紋設計長度同為25mm時，試驗組5比試驗組2提高了4.53kN;將試驗組3與試驗組6的平均破壞荷載進行對比，在螺紋設計長度同為30mm時，試驗組6比試驗組3提高了4.71kN。通過以上三組比較可以看出，在螺紋連接長度相同的情況下，施加雙股型六道焊縫的焊接螺紋加強節點的破壞荷載比螺紋連接節點強度平均高出4.66kN。<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（創新驅動）2019年第22期_104060＼Image＼122p-張昊-換圖-圖3 螺紋連接節點和焊接螺紋加強節點與螺紋長度關系圖.png>[30

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

5 結語

通過對比不同螺紋長度的螺紋連接節點和螺紋焊接加強節點的試驗結果可得出，當采用六道焊縫進行加強焊接時，對試驗軸心破壞荷載值的影響較大。

本文提出的聚丙烯塑料節點為以后的防水研究提供了新的構件。

參考文獻：

[1]仇國斌.地下倉安全儲糧技術[J].西部糧油科技，2002（4）：56-58.

[2]唐本涪，楊勇.地下結構防水材料應用技術析[J].建設管理，2013（10）：83-85.

[3]張淑媛.塑料-混凝土地下糧倉中塑料連接件的抗拔試驗研究[D].鄭州：河南工業大學，2017.

[4]常晨輝.塑料-混凝土地下糧倉中聚丙烯構件連接節點試驗研究[D].鄭州：河南工業大學，2017.