本標(biāo)準(zhǔn)用于制備具有規(guī)定幾何形狀的纖維纏繞壓力容器試樣，并在規(guī)定的條件下，進(jìn)  行內(nèi)壓試驗，以確定纖維纏繞壓力容器的表觀拉伸參數(shù)。  1 方法概述       用兩種芯模制備壓力容器試樣：   1.1 砂芯模：Y式樣是在包覆有橡膠內(nèi)襯的砂芯模上繞制的。固化后，用水將砂芯模洗出  ，進(jìn)行內(nèi)壓試驗。   1.2 鋼芯模：試樣是在包覆有橡膠內(nèi)襯，并鉆有許多小孔的鋼芯模上繞制的，固化后，同  芯模一起進(jìn)行內(nèi)壓試驗。  2 試樣   2.1 試樣幾何形狀和尺寸見纖維纏繞壓力容器示意圖。   2.2 標(biāo)準(zhǔn)試樣：平面纏繞時，極孔直徑為40mm，筒身段長為100mm；螺旋纏繞時，極孔直  徑為60mm，筒身段長為20毫米。  3 設(shè)備    3.1 纏繞機(jī)       纏繞機(jī)應(yīng)能按要求進(jìn)行環(huán)向纏繞和螺旋纏繞，或平面纏繞和環(huán)向纏繞。   3.2 芯模   3.2.1 砂芯模       砂芯模是一種水溶性芯模，其制備方法見附錄A中A.1。   3.2.2 鋼芯模       制造鋼芯模可用不銹鋼或普通鋼，制備方法見附錄A中A.2。在進(jìn)行內(nèi)壓試驗時，鋼芯  模留在容器內(nèi)。芯?？芍貜?fù)使用。   3.3 固化裝置       固化裝置應(yīng)具有固化試樣時所需的溫度范圍，并且升溫、恒溫控制裝置。固化溫度偏  差應(yīng)能控制在±5℃以內(nèi)。   3.4 試驗設(shè)備   3.4.1 內(nèi)壓試驗系統(tǒng)應(yīng)保證試驗容器的加壓速度在每分鐘80～100kgf/cm[2]。   3.4.2 用壓力表或壓力傳感器記錄壓力，應(yīng)保證測壓精度在±1%范圍內(nèi)。用應(yīng)變片或引伸  計測量變形。  4 試樣的制備     4.1 原材料貯存和條件處理   4.1.1 纖維應(yīng)貯存在干燥的地方。纏繞前按纖維種類進(jìn)行有關(guān)處理。   4.1.2 樹脂及固化劑按廠方規(guī)定的條件存放，超過使用期時，不許使用。   4.2 芯模處理   4.2.1 砂芯模：在芯模表面涂脫模劑，包覆橡膠內(nèi)襯。   4.2.2 鋼芯模：清除芯模表面上的油污，涂脫模劑，包一層玻璃紙，包覆橡膠內(nèi)襯。   4.3 纏繞與固化   4.3.1 在處理好的芯模上安好極孔嵌件(見附錄A中A.4)。將芯模裝在纏繞機(jī)上，測量芯模  外徑，準(zhǔn)確到0.05mm，調(diào)整纏繞機(jī)。   4.3.2 按規(guī)定的層數(shù)和規(guī)定的角度進(jìn)行纏繞。濕法纏繞時，環(huán)境溫度不得低于18℃，相對  濕度50～60%，纏繞張力為纖維斷裂強(qiáng)度的5～8%。   4.3.3 將繞制完的試樣，放入固化裝置內(nèi)，按規(guī)定的固化制度固化。固化過程中，試樣應(yīng)  不斷地轉(zhuǎn)動，防止流膠。如果固化設(shè)備沒有轉(zhuǎn)動裝置，應(yīng)在放入固化裝置之前，用紅處加熱  裝置或其它熱源將繞好的容器轉(zhuǎn)動加熱至不流膠后，再進(jìn)行固化。   4.3.4 固化后，自然冷卻至室溫。將試樣編號。用鋼芯模制造的容器試樣在拆除接軸之后  即可用于內(nèi)壓試驗。砂芯模制造的容器試樣，用低于80℃的熱水，將砂芯模洗出，即可用作  內(nèi)壓試驗。  5 內(nèi)壓試驗    5.1 對試樣進(jìn)行外觀檢查。   5.2 需要測應(yīng)變時，粘好應(yīng)變片。   5.3 按GB 1446《纖維增強(qiáng)塑料性能試驗方法總則》的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。   5.4 將容器與內(nèi)壓試驗系統(tǒng)和記錄裝置連接，調(diào)準(zhǔn)加壓速度，先加初壓10kgf/cm[2]；檢  查和調(diào)整試驗裝置，使其處于正常工作狀態(tài)，卸壓。   5.5 按規(guī)定的速度加壓。記錄壓力和所對應(yīng)的應(yīng)變，直至容器破壞。記錄破壞壓力及破壞  情況。   5.6 每組試樣不少于5個。  6 強(qiáng)度計算        壓力容器的環(huán)向和縱向纖維強(qiáng)度以網(wǎng)格理論為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。理論的基本假定：       ① 在內(nèi)壓容器中，只有纖維承受外載荷作用，而基體的承載能力忽略不計。       ② 纖維只承受軸向載荷、每根纖維的承能力相同。   6.1 計算   6.1.1 環(huán)向纖維的強(qiáng)度按式(1)計算：                                            PR                                 σfθ=------------(2-tg[2]α)…………………(1)                                           2tG[θ]                                         β 　　　　　　　　　　　　　　　　tGθ=-------×10[-5]×γθ……………………(2)                                        ρt 式中：σfθ——環(huán)向纖維強(qiáng)度，kgf/cm[2](MPa)；           P——破壞壓力，kgf/cm[2]；           R——殼體的中半徑，cm；           α——纏繞角度，度；          tGθ——殼體中，環(huán)向纖維的厚度，cm；           γθ——環(huán)向纏繞單位寬度粗紗股數(shù)，1/cm；             β——粗紗號數(shù)，g/km；            ρf——纖維密度，g/cm[3]。          注：1MPa＝1N/mm[2]≈10.2kgf/cm[2]   6.1.2 縱向纖維強(qiáng)度按式(3)計算：                                              PR                                 σfα=-----------------…………………………(3)                                        2×fGα·cos[2]                                      β 　　　　　　　　　　　　　　　tGα=--------×10[-5]×γα………………………(4)                                      ρf 式中：σfα——縱向纖維強(qiáng)度，kgf/cm[2](MPa)；       tGα——殼體中，縱向纖維的厚度，cm；       γα——縱向纏繞單位寬度相紗股數(shù)，1/cm。         其余符號意義同式(1)、式(2)。   6.1.3 環(huán)向復(fù)合強(qiáng)度按式(5)、式(6)計算：                                     PR                             σcθ=------………………………………………………(5)                                    tc                                 tGθ+tGα                             tc=-------------…………………………………………(6)                                    Vt 式中：σcθ——環(huán)向復(fù)合強(qiáng)度，kgf/cm[2](MPa)；         tc——殼體圓筒段計算厚度，cm；         Vt——纖維體積含量，%。         其余符號意義同式(1)、式(3)。   6.1.4  縱向復(fù)合強(qiáng)度按式(7)計算：                                   PR                            σcα=-----…………………………………………………(7)                                   2tc 式中：σcα——縱向復(fù)合強(qiáng)度，kgf/cm[2](MPa)；        其余符號意義同式(1)、式(5)。   6.1.5 根據(jù)記錄的ρ—ε曲線，繪制環(huán)向和縱向σ—ε曲線，并取初始直線段計算相應(yīng)的  彈性模量。  7 試驗結(jié)果        試驗結(jié)果按GB 1446的有關(guān)規(guī)定。  8 試驗報告        試驗報告按GB 1446規(guī)定。此外，還包括下列內(nèi)容：       a. 增強(qiáng)材料類型；       b. 基體類型及固化制度；       c. 筒體的尺寸及封頭尺寸；       d. 纏繞張力；       e. 層次分布；       f. 環(huán)向(縱向)纏繞單位寬度股數(shù)和環(huán)向(縱向)層數(shù)；       g. 纏繞時的環(huán)境條件。                                      附   錄   A                        芯模、密封內(nèi)襯、封頭及極孔嵌件說明                                      (補(bǔ)充件)  A.1 砂芯模    A.1.1 將洗凈的細(xì)砂、聚乙烯醇(型號為D588)和水按下列比例混合；        砂：聚乙烯醇(PVA)：水=100：2：6～7   A.1.2 將混合物裝填在模具(半個芯模)中，放入烘箱內(nèi)升溫至110℃，保持6h，將水蒸發(fā)  掉。   A.1.3 將硬結(jié)的兩段芯模粘結(jié)起來，粘結(jié)劑與制作芯模用的PVA相同，見圖A1。  A.2 鋼芯模   A.2.1 鋼芯模用不銹鋼或普通鋼制成，并在芯模上鉆孔，孔徑為?2mm，孔密度為0.44個/  cm[2]。見圖A2。  A.3 密封內(nèi)襯    A.3.1 鋼芯模和砂芯模在容器繞制前必須包覆好密封內(nèi)襯。內(nèi)襯材料一般可采用J 03膠片  和9621橡膠。當(dāng)膠片厚度為0.3mm時，要包覆二層，厚度為0.6～1mm時，可包覆一層。  A.4 封頭及極孔嵌件        本標(biāo)準(zhǔn)推薦的封頭曲面為扁橢球曲面，其它封頭曲面型式可按需要自行選取。封頭曲  面及金屬嵌件見圖A3。                                 曲面坐標(biāo)值 ________________________________________________________________________________  x     0   3.5   18.7   22.5   25.5   28.0      30.0     31.7     33.2     34.4 y    75   70     65     60     55     50        45       40        35      30  ________________________________________________________________________________                                      _______________________        附加說明：      本標(biāo)準(zhǔn)由國家建筑材料工業(yè)局提出，由纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會歸口。      本標(biāo)準(zhǔn)由國家建筑材料工業(yè)局哈爾濱玻璃鋼研究所負(fù)責(zé)起草。      本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人劉其賢、林國榮。