4.1 試驗材料

試驗用材料即復(fù)合材料厚板材由連續(xù)玻璃纖維增強乙烯基樹脂制成，纖維結(jié)構(gòu)形式與成型工藝過程與新型玻璃鋼球閥制作所采用的連續(xù)增強纖維結(jié)構(gòu)和成型工藝條件一致，纖維含量也相同。為了便于試驗確定面外（層間）加載條件下復(fù)合材料的性能，制作的原材料板材厚度為 60mm。

4.2 試驗過程

根據(jù)標準要求的試驗用試樣的尺寸，制作了 8 組（每組 5 個）試樣。

將試樣固定在 CSS 電子萬能試驗機上，與負荷傳感器、控制器、功率放大器和計算機等連接共同工作。沿著面內(nèi)和面外兩個方向，分別切割 5 根試樣，共切割 10 根試樣。試驗在 25℃ 環(huán)境下進行，每組試驗重復(fù)五次。

（l）拉伸試驗

試驗加載速度為 1mm/min，記錄相應(yīng)的位移一載荷曲線，連接感應(yīng)器，同時面內(nèi)拉伸使用 YJY-13B 引伸計記錄對應(yīng)的載荷一變形曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，得到復(fù)合材料總體的拉伸彈性模量和拉伸強度。

（2）壓縮試驗

試驗加載速度為 0.5mm/min，同時記錄相應(yīng)的位移一載荷曲線。壓縮試驗加力端是一直徑為 80mm 的圓柱體，試樣置于圓柱體的中心，通過試驗機橫梁的上下移動實現(xiàn)對試樣加力。將記錄的載荷一變形曲線轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線后，得到復(fù)合材料的壓縮彈性模量和壓縮強度。

（3）彎曲試驗

試驗加載速度為 1mm/min，試樣作為層合梁，進行橫向三點彎曲試驗，同時記錄相應(yīng)的中心位移一載荷曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，得到復(fù)合材料的彎曲彈性模量和彎曲強度。

（4）剪切試驗

加載速度為 0.5mm/min，同時記錄相應(yīng)的位移一載荷曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，得到復(fù)合材料的剪切強度。

4.3 試驗結(jié)果

從試驗測得的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的面內(nèi)材料性能結(jié)果平均值可以看出，采用連續(xù)纖維增強的玻璃鋼的力學(xué)性能較用短切纖維增強的玻璃鋼有顯著的提升，面內(nèi)拉伸強度與短切纖維增強玻璃鋼拉伸強度相比，提高兩倍之多。這是由于作為玻璃鋼增強材料的纖維是玻璃鋼的主要承力部分，采用連續(xù)纖維增強以后，纖維的百分含量可高達 70 %，而短切纖維增強玻璃鋼的纖維含量僅有 40% 左右。當(dāng)然，玻璃鋼的力學(xué)性能還和其他因素有關(guān)，比如樹脂的種類等。

5 結(jié)語

通過改進玻璃鋼的材料組成和制作工藝，提升了玻璃鋼的整體力學(xué)性能，克服了短切玻璃纖維增強玻璃鋼脆性大的缺點。經(jīng)殼體試驗，按 PN6 設(shè)計的玻璃鋼球閥至少可以在 PN25 的工況下安全使用。拓寬了玻璃鋼球閥的使用范圍，使玻璃鋼球閥的耐腐蝕性能得以充分發(fā)揮。