关于GB_T 5352—2005标准中环刚度测试方法的解析.pdf

关于/标准中环刚度测试方法的解析郭 光(四川省同城建设工程质量检测有限公司四川 成都)收稿日期:作者简介:郭光()男福建上杭人大专助理工程师主要从事建筑材料检测工作摘 要:针对管材产品标准电力电缆用导管 第 部分:玻璃纤维增强塑料电缆导管(/.)中环刚度试验引用纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法(/)时涉及该试验具体方法与计算进行深入分析 分别通过对同一电力电缆保护管在同一台试验机进行环刚度试验的数据计算对比就纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法(/)标准中对线荷载定义的不同理解是否会对试验结果造成影响进行解析关键词:线荷载面荷载环刚度中图分类号:文献标志码:文章编号:():/引 言电力电缆保护管因环保、生产及运输成本低、安装方便等优势越来越在市场上广泛运用而环刚度检测是电力电缆保护管抗外压负载能力的一项性能指标目前国内外在该行业都广泛采用环刚度这个指标值表示电力电缆保护管的抗外压负载能力玻璃纤维增强塑料电缆导管是以热固性树脂为基体、以玻璃纤维无捻粗纱及其制品为增强材料采用定长机械缠绕、编织缠绕拉挤等工艺制成的玻璃纤维增强塑料电缆导管 其产品标准中环刚度试验引用纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法(/)(以下简称试验方法)试验方案通过环刚度试验检测玻璃纤维增强塑料电缆导管抗外压负载能力试验样品采用同一厂家的同一种玻璃纤维增强塑料电缆导管试样规格为 .即该管材公称内径为 、公称壁厚为.试验设备:环刚度检测仪(测试范围:精确度:)试样状态调节(仲裁试验):试样应至少在温度()和相对湿度()的环境中存放 并在同条件环境下进行试验试样数量:根试样尺寸:长度 沿圆周四等分间隔测量试样长度()取平均值 对于内径管测量试样每一端面相互垂直的两个方向的内径()取平均值将试样置于加载板的中心位置施加初载使上加载板与试样接触此时作为测量试样变形起点 随后开始对试样加载加载速度为 /根据电力电缆用导管 第 部分:玻璃纤维增强塑料电缆导管(/.)中环刚度试验规定当加载至试样测量内径尺寸变形的 时该试验停止依据试验方法中的公式计算出导管径向变形率为 时的环刚度 试验数据比对与分析本文从对线荷载的不同理解进行试验数据分析从而研究玻璃纤维增强塑料电缆导管环刚度试验及计算结果的重要性通过试验数据的比对分析两者是否存在差异.关于/术语中线荷载与环刚度(管刚度)的定义 环刚度(管刚度)定义:线载荷除以相应的管径变化量所得的值 试验方法中线荷载定义:施加于管单位长度上的载荷 从该定义的描述很容易理解为线荷载只与试验荷载以及试样单位长度有关系那么通过试验方法中.公式计算该试样环刚度:/()式中:为与管径变化量 相对应的管刚度为与管径变化量 相对应的线载荷/为管径变化量.试验数据试验数据见表 试验曲线见图 表 与受力宽度无关时试样编号内径/平均值/.试样编号内径变形 时的试样承压面宽度/平均值/续表试样编号长度/平均值/试样编号内径变形 时的力值/变形量/线荷载/()环刚度数值/.注:计算公式:管材环刚度:/式中:为内(外)径变形 时的变形量 为内径变形 变形量时的线荷载(即/)/表 与受力宽度有关时试样编号内径/平均值/.试样编号内径变形 时的试样承压面宽度/平均值/.试样编号长度/平均值/试样编号内径变形 时的力值/变形量/线荷载/()环刚度数值/.注:计算公式:管材环刚度:/式中:为内(外)径变形 时的变形量 为内径变形 变形量时的线荷载线荷载面荷载其中面荷载/()/表 设备采集数据编号环刚度负载/()最大力/负荷()/负荷()/第 试样.第 试样.第 试样.平均值.图 试样内径变径 时图 试验曲线通过上述试验检测记录(见表)线荷载只与试验荷载同试样单位长度 有关系即 /则最终计算出 个试样环刚度分别为.、.、.进一步分析理解/术语中线荷载的定义 线荷载是力学的一种概念可简化为单位长度上的分布载荷称为线荷载 荷载按作用面大小分类荷载分为点荷载、线荷载和面荷载当分布在较大范围内不能看作集中力的荷载叫分布荷载 若分布荷载可以简化为沿物体中心线分布的平行力也可将此力视为平面分布线荷载简称线荷载 线性分布面荷载大小随作用点的变化线性分布包括两种情况:力大小不随作用点变化和力大小随作用点线变化平面分布线荷载的计算公式:线荷载(/)荷载强度(/)力作用面积()管材长度()()将此公式化简可得:线荷载(/)面荷载(/)宽度()()从上述公式可知线荷载不仅与试样单位长度有关而且与面荷载有关而面荷载是试样单位面积上所受的力所以线荷载与试样受力宽度也有关系 根据环刚度试验可以看出开始试验时试样与设备上下互相平行的两加载板接触点为一条线随着试样变形量的增加试样与设备上下互相平行的两加载板接触点逐渐变为一个面力大小随作用点线变化当试样变形到原内径的时设备上下压板与试样受压处均形成一段受压面进一步分析公式()更能说明线荷载环刚度试验时试样与试验荷载、试样单位长度和试样受力宽度这三者之间的关系设:荷载为 单位 试样长度为 单位 试样受力宽度为 单位 由于面荷载是试样单位面积上所受的力所以可得到式():面荷载()()()又根据式()可得:线荷载 ()()线荷载 ()通过对上述公式的解析得出的结论是线荷载不仅与试验荷载和试样单位长度有关而且与试样受力宽度有关想要在玻璃纤维增强塑料电缆导管环刚度试验时得到试样受力宽度可以在试样加载前在试样设备上下加载板与试样上下接触点之间各放上一张标准计算纸和复写纸覆盖试样单位长度以便在试验加载过程中得到压痕从而在试验结束后测量出受力长度与宽度如图 所示图 试样受压后长度与宽度通过试验检测记录(见表)线荷载与试验荷载、试样单位长度和试样受力宽度都有关系即:()()最终计算出 个试样环刚度分别为.、.、.关于/.中环刚度单位的探讨根据环刚度试验相关单位(见表):荷载单位为、试样长度单位为、试样受力宽度单位为 再结合试验数据与公式计算分析得出环刚度单位应为表 中的 而非表 中 表 技术性能指标序号项目单位技术性能指标拉伸强度浸水后拉伸强度巴氏硬度环刚度()应符合表 的规定弯曲负载热变温度(.)落锤冲击管壁结构不应有明显分层、裂痕或断裂接头密封性能.水压下保持 接头不应渗水、漏水浸水后压扁线载荷保留率碱金属氧化物含量.氧指数 注:该表为/.中的表 表 环刚度()等级刚度等级 注:该表为/.中的表 结 论)玻璃纤维增强塑料电缆导管环刚度中的线荷载不仅与试验荷载和试样单位长度有关而且与试样受力宽度有关用采集的荷载数据代入不同公式进行数据处理后虽然两者试验结果相同但并不代表可以忽略正确的试验方法及线荷载与面荷载之间的关系所以检测人员一定要正确理解/中关于线荷载术语的描述才能正确反映出所测试样的环刚度性能)/.环刚度技术要求的表 中刚度等级单位应为:参 考 文 献:中华人民共和国国家质量监督检疫总局.纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法:/.北京:中国标准出版社.国家能源局.电力电缆用导管 第 部分:玻璃纤维增强塑料电缆导管:/.北京:中国电力出版社.