ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформация металла при гнутье труб из "Машины и оборудование для гнутья труб Издание 2 " При гнутье деформации распространяются не только на гиб, но и на прямолинейные участки, прилегающие к нему. [c.8] Механические свойства сталей обычно представляют в виде диаграмм растяжения или сжатия, где по оси ординат откладывают величину действующего напряжения, а- по оси абсцисс — соответствующие деформации (удлинение или укорочение). [c.8] Величина расчетного момента внутренних сил зависит от принимаемой схемы напряженного состояния деформир уемого материала, а момент можно определить из условия сложного или простого (линейного) напряженного состояния с учетом или без учета упрочнения и упругой зоны в средней части трубы. Для упрощения расчетов применительно к сталям средней и высокой прочности распространена схема аппроксимации диаграммы растяжения в виде ломаной линии, образованной двумя прямыми отрезками (рис. 2, а и б). В обеих диаграммах первый участок соответствует упругому состоянию, его наклон определяется модулем нормальной упругости . Второй участок на рис. 2, а параллелей оси абсцисс и показывает, что материал не упрочняется (идеально упруго-пластичен). Более пологий участок (рис. 2, б) отвечает состоянию линейного упрочнения, и его наклон соответствует модулю упрочнения Ег. Точка пересечения этих прямых характеризуется пределом упругости или пределом текучести которые обычно считают в таких случаях условно совпадающими. В действительности изменение механических свойств после появления пластических деформаций определяется не одной точкой на диаграмме (допустим, точкой пересечения прямых на схеме), а переходной зоной упруго-пластических де рмаций. Эпюра продольных напряжений при изгибе трубы имеет вид, показанный на рис. 2, г и д. [c.8] Процесс гнутья начинается с изгиба прямой трубы. Распределение продольных деформаций при чистом изгибе показано на рис. 2, в. [c.8] Распределение напряжений при изгибе кривой трубы в ее плоскости существенно отличается от распределения напряжений прямой трубы. В кривых трубах возникают значительные продольные и кольцевые напряжения под влиянием сил, сплющивающих поперечное сечение. [c.8] Картины продольных деформаций, которые возникают при чистом изгибе, показаны на рис. 2, е (кривой сплошной брус) и рис. 2, ж (кривая труба). [c.9] Оказалось, что возрастающие вначале пластические деформации затем становятся постоянными и в конце гиба снижаются. Этим деформациям подвергается не только изогнутый участок трубы, но и прямолинейные участки, сопряженные с гибом. На внешней части гиба удлинение меньше, чем это предполагается по расчету средней величины относительного удлинения. [c.10] При гнутье труб на станках действительные деформации за висят от способа гнутья и ряда других факторов. Так, например в результате исследований автора по гнутью труб методом об катки выявилось изменение формы поперечного сечения трубы Поперечное сечение при гибе стремилось принять овальную форму а обкатывающий ролик препятствовал этому. Форма поперечного сечения в зоне гиба изображена на рис. 3. [c.11] Оказалось, что, помимо деформаций изгиба е др и в металле трубы имеются деформации сдвига, возникающие из-за смещения наружных слоев трубы (под обкатывающим роликом) относительно внутренних (под гибочным роликом) в направлении движения обкатывающего ролика. Максимальные деформации сдвига имеются в участках изогнутой трубы, плоскость которых приближается и совпадает с плоскостью гиба. [c.11] Для получения истинной картины деформации труб при гнутье необходимо определять смещение нейтрального слоя, учитывая влияние изгиба, сдвига и утонения. [c.12] Произведенные автором исследования показали, что нейтральная ось может смещаться, в зависимости от способа гнутья, в сторону внутренней части гиба (подобно тому, как это происходит при изгибе кривого бруса со сплошным поперечным сечением) или в сторону внешней части гиба.. Величина и направление смещения нейтральной оси при одной и той же толщине стенки зависят от ряда факторов, в том числе от величины и направления продольных сил. О величине смещения нейтрального слоя при гнутье труб до сих пор имеется мало данных. В связи с действием продольных сил, а также из-за сплющивания картина деформации при изгибе трубы иная, чем при изгибе кривого бруса. [c.12] Аа — смещения, вызываемые сплющиванием, которые определяют, поддерживая первоначальную форму поперечного сечения трубы. [c.13] Следует учесть, что значения каждой из поправок Ахд, Азд могут превышать приведенное в формуле (3) смещение нейтральной оси при чистом изгибе бруса. [c.13] Трубы до гнутья, кроме определенных до-тол1иТыХ нки пусков как по наружному диаметру, так при изгибе трубы ПО толщине стенки, имеют разностенность, характер которой зависит от способа производства труб. Так, например, допускаемые отклонения наружного диаметра при изготовлении труб стальных бесшовных горячекатаных по ГОСТу 8732—58 с обычной точностью могут быть при диаметре до 50 мм включительно 0,5 мм, при диаметре свыше 50 до 219 мм 1%, а при диаметре свыше 219 мм — соответственно 1,25 о. По этому же стандарту допускаемые отклонения по толщине стенки при обычной точности могут быть от+ 2 до 12,5%. [c.13] В горячекатаных трубах геометрические места наибольших и наименьших толщин бывают нередко расположены по спирали. В трубах с прямым сварным швом очень часто наименьшая толщина наблюдается у одного края листовой заготовки, а наибольшая — на значительном расстоянии от шва. [c.13] Под действием внутреннего давления разностенность вызывает в прямой трубе неравномерное напряжение материала (особенно в кольцевом направлении). Наибольшая разностенность прямых труб ограничивается допусками по техническим условиям. В сварных трубах эти допуски, как правило, равны допуску на толщину листа. Допуски на толщину стенки горячекатаных труб значительно больше допусков на толщину стенки и разностенность сварных труб. [c.13] Процесс производства кривых труб, в свою очередь, является источником их неравностенности. Чтобы выявить изменения толщины стенки в результате изгиба прямой трубы, рассматривают наиболее простой случай, когда труба подвержена действию чистого изгиба. [c.14] Вр — относительные радиальные деформации. [c.14] Чтобы проследить за изменением толщины стенки, трубу, согнутую по радиусу д (рис. 6), согнем дополнительно при этом радиус гиба уменьшится. Если обозначить длину дуги А В через I, то, как видно из рисунка, I = с . [c.14] Продифференцировав это уравнение, получим / = О 0 -1- 0 0. [c.14] Вернуться к основной статье