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　　二、型材惯性矩取值错误影响计算结果的原因分析

　　（一）计算最小弯曲应力的惯性矩取值

　　在受压弯曲应力σt计算公式中，I值，即型材横截面对z-z1轴的惯性矩，也就是型材截面承受重力载荷的竖向惯性矩。不少型材企业技术人员在计算时，取的却是型材截面承受风压方向的惯性矩，而这和一些模具厂所提供的型材模具图纸有直接的关系。通过型材结构力学分析可知：平开框和推拉框横向惯性矩均远大于竖向轴的惯性矩，而一些模具厂提供的型材模具参数与其截然相反，横向轴的惯性矩均小于竖向轴惯性矩。而塑料异型材的惯性矩计算比较复杂，一般都是通过CAD软件来进行计算。如图1所示60平开框和型钢图：从该图形分析，60平开框和型钢X轴向惯性矩均应大于Y向惯性矩，但图上所标的数据，X向惯性矩却小于Y向惯性矩。由于X轴方向为风压方向惯性矩，Y轴方向为自重方向惯性矩（即型材受压弯曲应力计算时所采用的惯性矩）。如果把两者的数据弄反，采用CAD软件X轴惯性矩进行风压计算，会导致主要受力杆件风压计算参数偏小，在这种情况下必须增加钢衬厚度重新计算，使得门窗制作成本偏高；采用CAD软件Y轴惯性矩计算型材受压弯曲应力，则会导致受压弯曲应力计算值严重偏低，无论怎样试验都达不到焊接试验标准。

　　为了避免发生同类的计算失误， 现行标准JG/T140-2005《未增塑聚氯乙稀（PVC-U）塑料窗》中规定，焊接试验测试值便直接将型材模具标定的设计FC值和塑料门窗标准规定的型材对应焊接角破坏力指标进行对比即可，而不必再依据GB/T8814-2004标准进行计算。

　　（二）试验时试件取样长度计算

　　现行的国家标准中，无论是型材标准还是门窗标准都没有明确指出试样支撑面中心长度是试样中性轴中心间距的长度，导致不少企业下料时均按型材中心长度取值。而且，不同规格的型材取值长度也不同，但操作人员在下料时都按某一种型材计算的长度下料。针对这些情况，下面将详细讨论按中性轴中心长度取值的原因。

　　杆件在外力作用下发生弯曲时，上部的纵向线段收缩，下部的纵向线段延长，处于中间部位的一段既不收缩，也不延长的纵向线段称之为形心轴或中性轴，即为试样的受力中心。而中性轴中心长度即为试件临界线（截面受拉伸应力方向的边缘线）A-A1与中性轴z-z1的距离。试件在一定的外力作用下，上部受收缩挤压应力，下部受拉伸弯曲应力，杆件所受到的拉伸弯曲力破坏将远远大于收缩挤压力破坏，此时受拉伸弯曲应力的试样截面为试件的临界危险截面。在计算试件受压弯曲应力时必须以此截面为计算基准，且方向不能搞反。试验时取试样中性轴中心间距，能反映试样在一定压力作用下危险截面承受的最大拉伸应力，这种做法才合乎试验要求。从型材截面分析，除中挺或z挺型材在X轴中心两侧面积呈均等分布，中性轴和中心线是重合的以外，无论是平开窗还是推拉窗框、扇型材中性轴和中心线都不重合，中性轴都偏向于面积大的危险截面一侧。按试样中性轴中心长度取值均比按试样中心长度取值大许多，试验时其测试值也都比按标准计算值要相应大一些。

　　在检验实践中，一些企业的型材试样在焊接成型后，经测量两试样中心长度不同程度小于标准中试件支撑面中心长度为400mm的规定。将实测值代入型材受压弯曲最小力值计算公式计算后会发现实测检测值比计算值小，若按400mm取值则结果相反。这样得到的结论会导致已达到标准规定指标的型材被误判为不合格型材，或未达到标准规定指标的型材被误判定为合格型材，所以不能作为最小焊接破坏力的评价依据。因此在进行可焊性试验时中心距取值的正确与否是型材质量评定的一个重要因素。

　　三、结论

　　综上所述，企业在进行型材可焊性试验时均应对型材的下料精度、型材惯性矩和中心距的选值等这些影响最终评定的重要因素，进行认真分析和仔细商榷。同时也要及时对模具厂提供的技术参数进行论证并予以纠正，以免在型材生产中受到误导，从而影响塑料型材的质量评定。

　　参考文献

　　[1] 《塑胶工业》中国经济工业出版社刊号：51-1270/TQ.

　　[2] 《门窗》建筑材料工业技术监督研究中心主办刊号CN：11-5552/TU.