Tuburile profilate devin un material de construcție din ce în ce mai popular. Sunt utilizate pentru a construi elemente structurale precum podele, cadre portante și grinzi. Această utilizare pe scară largă se datorează în principal ușurinței de construcție, operare și întreținere a structurilor, precum și greutății reduse a produselor în sine.
Cu toate acestea, este important să ne amintim că țeava profilată trebuie să aibă o rezistență la încovoiere crescută, iar modul de calculare a acesteia va fi discutat mai târziu în articol.
Vă sugerăm să profitați de ea Un calculator online pentru calcularea rezistenței la încovoiere a grinzilor de diferite secțiuni transversale realizate din țevi.
Caracteristicile și proprietățile produselor de profil
Țevile profilate sunt țevi cu o secțiune transversală diferită de cea circulară. Cele mai comune opțiuni sunt dreptunghiulare și pătrate. După cum am menționat anterior, popularitatea deosebită a acestui tip se datorează unuia dintre avantajele sale cheie: construcția ușoară.
Mai mult, forma lor unică simplifică semnificativ fixarea atât între ele, cât și pe alte suprafețe. Acest tip de produs de construcție, conform standardelor GOST, este fabricat dintr-o gamă largă de metale și aliaje. Cu toate acestea, cele mai frecvent utilizate sunt țevile de oțel profilate din oțel carbon și oțel slab aliat.
Fiecare metal are o proprietate naturală importantă - punctul său de rezistență. Acesta poate fi fie minim, fie maxim. Acesta din urmă, de exemplu, este cauza deformării structurilor erecte, ducând la îndoire și, în consecință, la fractură.
La îndoire, este important să se evalueze caracteristici precum dimensiunea, secțiunea transversală, tipul de produs, densitatea acestuia, precum și rigiditatea și flexibilitatea materialului. Cunoașterea tuturor acestor proprietăți generale ale metalului ne ajută să înțelegem cum se va comporta structura în timpul utilizării.
Este important să ne amintim că atunci când îndoim un produs, părțile interne ale structurii sunt comprimate, densitatea lor crește și ele însele scad în dimensiune. Stratul exterior, în consecință, devine mai lung, mai puțin dens, dar mai elastic.
Mai mult, secțiunile centrale își păstrează caracteristicile originale chiar și după finalizarea procesului. Prin urmare, trebuie întotdeauna reținut că în În timpul procesului de îndoire, tensiunea va apărea inevitabil chiar și în zonele situate cât mai departe posibil de zona neutră.Presiunea maximă va fi în acele straturi care sunt foarte aproape de această axă neutră.
Raze de îndoire admisibile în funcție de rezistența materialului
Standardele GOST reglementează în detaliu atât proprietățile și caracteristicile elementelor, cât și procedurile de transformare a acestora. Aceasta include raza minimă de îndoire a unei țevi profilate. Aceasta se determină pe baza condițiilor de îndoire. La îndoirea cu nisip încorporat în țeavă sau prin încălzire, diametrul exterior trebuie să fie de cel puțin 3,5DN.
Dacă maestrul are capacitatea de a aplica echipamente specializate (de exemplu, o mașină de îndoit țevi), ceea ce permite efectuarea operațiunilor necesare fără încălzire sau alte acțiuni suplimentare, atunci în acest caz diametrul ar trebui să fie de cel puțin 4DN.
Dacă doriți să realizați o curbă destul de abruptă, de exemplu pentru a realiza o ramură de canalizare sau o conductă îndoită, atunci în acest caz diametrul ar trebui să fie de cel puțin 1DN, deoarece îndoirea se va face prin alte metode, folosind în principal temperaturi ridicate.
Desigur, valorile prevăzute de standardele de stat pot fi ușor reduse, dar în acest caz, rezistența la încovoiere a țevii trebuie calculată foarte atent. Dacă metoda de îndoire permite o anumită reducere a grosimii peretelui cu 15% față de valoarea inițială, sunt posibile abateri de la standardul GOST, iar îndoirea în sine poate fi efectuată sub valorile specificate, ceea ce nu va afecta semnificativ rezistența ulterioară.
Formule și tabele utilizate
Pentru a calcula cu succes deformarea unei țevi fără complicații neașteptate, trebuie să determinați lungimea piesei. Această valoare se calculează folosind o formulă simplă:
L = 0,0175 × r × α + I
În această expresie, principalii indicatori sunt reprezentați de următoarele expresii cu litere:
- r – raza de îndoire a țevii profilate (mm);
- α - corespunde unghiului pe care doriți să îl obțineți în final;
- I – distanță de 100/300 utilizată la lucrul cu echipamente speciale pentru fixarea piesei de prelucrat.
La calcularea deformării unei țevi, o etapă importantă a lucrării este calculul elementului de îndoire.
Urmărește videoclipul
Când facem o estimare, trebuie să estimăm dimensiunea secțiunii care trebuie îndoită. Formula pentru aceasta este extrem de simplă și arată astfel:
U = π × α / 180 (r + DH / 2)
Aici, elementele incluse în formulă pot fi reprezentate după cum urmează:
- π în acest caz este considerat egal cu 3,14;
- α – reprezintă unghiul de încovoiere, exprimat în grade;
- r – raza de îndoire (mm);
- DH – diametrul exterior.
Pentru confortul comandantului și pentru o siguranță maximă în timpul lucrului, precum și în timpul funcționării structurilor construite din cupru și alamă, GOST-urile conțin valorile minime pentru principalele caracteristici utilizate pentru calcularea rezistenței la încovoiere a unei țevi profilate.
Pentru confortul dumneavoastră, principalele caracteristici necesare pentru determinarea rezistenței la încovoiere a unei țevi profilate sunt prezentate în tabel.
Tabelul 1.
În timp ce tabelul anterior conținea în principal valori fixe pentru elementele din cupru și alamă, următorul va acoperi date pentru elementele din oțel. Acest tabel vă permite să estimați sarcina de încovoiere a unei țevi profilate (GOST nr. 3262/75).
Tabelul 2.
Așa cum am menționat anterior, grosimea peretelui joacă un rol cheie în calcularea rezistenței la încovoiere a unei țevi pătrate (precum și a unei țevi rotunde). Prin urmare, tabelul următor permite luarea în considerare în calcule atât a grosimii peretelui, cât și a diametrului.
Tabelul 3.
Tehnologia procesului de îndoire
După cum s-a menționat deja, pe bună dreptate, orice deformare a unei structuri metalice provoacă solicitări suplimentare asupra pereților structurii. În stratul interior, acest lucru se datorează creșterii densității metalului din cauza compresiei, în timp ce în stratul exterior, este adevărat opusul: tensiunea, care reduce densitatea metalului.
În timpul îndoirii, forma secțiunii transversale se modifică așa cum era de așteptat. Acest lucru se aplică țevilor rotunde, dreptunghiulare și pătrate. Pentru ultimele două, aceste modificări nu sunt foarte pronunțate, ceea ce nu este cazul în cazul țevilor rotunde.
Așa devine profilul inelului oval. Este demn de remarcat faptul că cea mai mare schimbare de formă poate fi observată direct la îndoire, iar cu cât este mai departe de aceasta, cu atât secțiunea transversală va rămâne mai aproape de forma sa originală.
Urmărește videoclipul
Totuși, este important să se evalueze cu precizie forța impactului și gradul de deformare a țevii pentru a evita fracturile și distorsiunile inutile. Pentru o piesă cu un diametru de până la 20 mm, gradul de deformare ovală nu trebuie să depășească 15%.
Pe măsură ce profilul crește, valoarea scade și mai mult, ajungând la doar 12,5%. Un alt factor important este prezența pliurilor (produsele cu pereți subțiri sunt deosebit de susceptibile la acest aspect). Acest factor este deosebit de important dacă structura de îndoire va servi drept conductă.
Pliurile rezultate reduc curgerea, cresc rezistența la curgerea fluidului și cresc colmatarea. Prin urmare, atunci când se utilizează o țeavă flexibilă în aceste scopuri, trebuie acordată o atenție deosebită alegerii grosimii peretelui.
Ce sarcină acționează asupra țevilor profilate?
Calcularea rezistenței la încovoiere a unei țevi se reduce la simpla determinare a tensiunii maxime într-un anumit punct al structurii. Este important să înțelegeți materialul din care este fabricat profilul, deoarece fiecare material are propriul său indice de solicitare.
Pentru a calcula corect, trebuie să utilizați formula corectă. În acest caz, se aplică legea lui Hooke, care afirmă că forța elastică este direct proporțională cu deformația. Expresia de calcul este următoarea:
TENSIUNE = M / W, unde:
- M este valoarea gradului de încovoiere de-a lungul axei de-a lungul căreia acționează forța;
- W este valoarea rezistenței la încovoiere luată de-a lungul aceleiași axe.
Cum pot să-mi dau seama dacă calculele mele sunt corecte?
Așa cum am menționat anterior, fiecare metal sau aliaj are propriile valori normale de solicitare. Determinarea acestor valori este una dintre principalele sarcini cu care vă confruntați atunci când decideți să construiți o structură folosind profile.
Pentru a fi sigur de corectitudinea rezultatelor, trebuie să cunoașteți câteva reguli importante și, bineînțeles, să le respectați.
- Efectuați toate calculele cu precizie, atenție și fără grabă. În fiecare etapă, urmați formulele relevante, fără a încerca să ajustați valorile pentru a se potrivi propriilor nevoi.
- După calcularea rezistenței la încovoiere a unei țevi profilate, trebuie avut grijă ca valorile obținute să nu depășească valorile maxime stabilite.
- Luați în considerare materialul din care este fabricat profilul, grosimea pereților, pentru a preveni distrugerea sau deformarea acestuia, ceea ce va împiedica funcționarea structurii în viitor.
- Înainte de a efectua calculele, este necesar să se deseneze o schemă a viitorului element. Acest desen tehnic va permite calcule mai precise, prevenind erorile asociate cu înțelegerea greșită a formei structurii.
Urmărește videoclipul
Respectând toate regulile și precauțiile de siguranță necesare, chiar și un neprofesionist poate fi sigur că toate calculele de rezistență la încovoiere a țevilor vor fi precise și rezultatul va fi unul de succes. Verificarea constantă a calculelor și monitorizarea fiecărei etape a lucrării sunt esențiale pentru un rezultat de succes.
