两种聚丙烯螺纹节点轴心强度对比试验研究

张昊 席晗 许来彪 申梦涛 刘凯永

摘 要：试验试件以聚丙烯塑料栓钉与塑料板通过螺纹连接而成。经过在万能试验机上进行拉拔试验，研究在不同螺纹长度下螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点的轴心抗拉强度。试验结果表明，不同螺纹长度的两种节点各自关系均为一次函数关系，同时在施加焊缝后可使节点承载力提高4.66kN。

关键词：聚丙烯;螺纹连接节点;焊接螺纹加强节点;轴心受力

中图分类号：TU317 文献标识码：A 文章编号：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

地下粮仓是利用天然优势建造的一种仓型[1]，因温度低、防虫害、少熏蒸、隐蔽好、占地少等优势成为粮食储存的理想仓形。但是，地下粮仓中也存在防水防潮问题，所以，合理选用防水材料成为防水工程的关键环节[2]。聚丙烯以其自身特点成为防水材料的优选[3]。本试验以聚丙烯螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点为对象，测试在轴心拉力下的抗拉强度。试验以《塑料拉伸性能的测定》（GB/T 1040—2018）[4]为标准对试件进行设计与制作。试验目的是对比聚丙烯螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点之间的轴心抗拉强度。

1 试件设计与制作

塑料栓钉采用直径为30mm长度为500mm的聚丙烯塑料棒制作而成。塑料栓钉采用一端车丝的形式，车丝长度分别为20、25、30mm三种。塑料板采用边长为100mm的正方形板，厚度分别为20、25、30mm三种，塑料板中心处采取攻丝攻透处理。塑料板与塑料栓钉之间采用1.5mm螺牙间距的螺纹相连接，如图1（a）所示。

在螺纹连接节点中，塑料栓钉与塑料板之间的抗拉强度仅依靠螺纹之间的咬合力提供，因此不能具有很高的承载力。为了提高塑料节点的承载力，在塑料栓钉与塑料板连接处实施焊接处理，焊接采用围焊形式，焊缝道数定为6道，形成焊接螺纹加强节点，如图1（b）所示。

2 试验加载

在电液伺服万能试验机上按照图2的形式进行轴心拉力加载试验，以100N/s的速度进行持续加载，直到塑料栓钉从塑料板中拔出或塑料栓钉被拔断方可停止加载。

3 试验结果

定义螺纹连接节点试件的试件编号20-1～4为试件组1，试件编号25-1～4为试件组2，试件编号30-1～4为试件组3;定义螺纹焊接节点试件的编号20-1h～4h为试件组4、试件编号25-1h～4h为试件组5、试件编号30-1h～4h为试件组6。节点强度试验结果如表1所示。

从表1可知，螺纹连接节点的破坏荷载随着螺纹长度的增加而相应增加，且其大小与螺纹长度的关系基本呈线性关系;焊接螺纹加强节点的破坏荷载随着螺纹长度的增加而相应的增加，且其大小与螺纹长度的关系基本呈线性关系，如图3所示。

4 试驗结果对比分析

将试验组1与试验组4的平均破坏荷载进行对比，在螺纹设计长度同为20mm时，试验组4比试验组1提高了4.74kN;将试验组2与试验组5的平均破坏荷载进行对比，在螺纹设计长度同为25mm时，试验组5比试验组2提高了4.53kN;将试验组3与试验组6的平均破坏荷载进行对比，在螺纹设计长度同为30mm时，试验组6比试验组3提高了4.71kN。通过以上三组比较可以看出，在螺纹连接长度相同的情况下，施加双股型六道焊缝的焊接螺纹加强节点的破坏荷载比螺纹连接节点强度平均高出4.66kN。<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（创新驱动）2019年第22期_104060＼Image＼122p-张昊-换图-图3 螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点与螺纹长度关系图.png>[30

从图3可以看出，二者的斜率增长基本相同，说明无论是否施加焊缝，破坏荷载都会随着螺纹长度的增加而增加，并且增长速度基本相同。在图中，螺纹连接节点的直线图形要低于螺纹焊接加强节点图，即在施加焊缝后，在螺纹长度相同的情况下，破坏荷载值有了明显提高，说明焊缝的施加能有效提高构件的轴心抗拔能力。

5 结语

通过对比不同螺纹长度的螺纹连接节点和螺纹焊接加强节点的试验结果可得出，当采用六道焊缝进行加强焊接时，对试验轴心破坏荷载值的影响较大。

本文提出的聚丙烯塑料节点为以后的防水研究提供了新的构件。

参考文献：

[1]仇国斌.地下仓安全储粮技术[J].西部粮油科技，2002（4）：56-58.

[2]唐本涪，杨勇.地下结构防水材料应用技术析[J].建设管理，2013（10）：83-85.

[3]张淑媛.塑料-混凝土地下粮仓中塑料连接件的抗拔试验研究[D].郑州：河南工业大学，2017.

[4]常晨辉.塑料-混凝土地下粮仓中聚丙烯构件连接节点试验研究[D].郑州：河南工业大学，2017.