Výpočet profilovej rúrky na ohyb: pre čo a ako sa tieto výpočty robia

Profilové rúry sa široko používajú v súkromnej a priemyselnej výstavbe. Z nich vytvárajú altány, skleníky, garáže, prístavby, billboardy. Dizajn nie je len klasický obdĺžnik, ale môže mať aj najrozmanitejšiu konfiguráciu. Preto je veľmi dôležité správne vypočítať maximálny povolený ohyb potrubia. To poskytne budove pevnosť, odolnosť a umožní zachovať jej pôvodný tvar.

Pri výrobe konštrukcií z profilovej rúrky sa nesmie ohýbať „okom“ - mali by sa vykonať príslušné výpočty

Vlastnosti a vlastnosti tvarovaných rúrkových výrobkov

Je bežné pomenovať rúry, ktorých prierez sa líši od okrúhleho. Najbežnejšou možnosťou sú štvorcové a obdĺžnikové výrobky. Obzvlášť sú obľúbené tým, že výsledný dizajn vytvorený na ich základe má relatívne nízku hmotnosť. Navyše! Vďaka svojmu špecifickému tvaru je upevnenie rúrkových prvkov k rôznym povrchom a navzájom k sebe značne zjednodušené.

Tieto stavebné výrobky sú vyrobené zo širokej škály zliatin a kovov. Najčastejšie sa však používajú profilové rúry vyrobené z nízkolegovanej a uhlíkovej ocele. Každý kov sa vyznačuje takou prirodzenou kvalitou ako bod odporu. Môže byť maximálna aj minimálna. Prvý spôsobí najmä deformáciu vytvorených štruktúr, vedie k nadmerným množstvám, ktoré môžu mať za následok zalomenie.

Pri ohýbaní je dôležité zohľadniť také vlastnosti, ako je druh výrobku a jeho hustota, prierez, veľkosť, ako aj pružnosť materiálu a jeho tuhosť. Po znalosti všetkých týchto vlastností kovu bude dodávateľ schopný pochopiť, ako sa bude štruktúra správať počas prevádzky.

Okrem toho treba pamätať na to, že keď je výrobok ohnutý, jeho vnútorné časti sú stlačené, čo vedie k zvýšeniu ich hustoty a k zmenšeniu jeho veľkosti. Dĺžka vonkajšej vrstvy sa podľa toho zväčšuje, stáva sa natiahnutou, ale menej hustou. Navyše, dokonca aj na konci procesu, sa zachovajú počiatočné charakteristiky stredných úsekov.

Pri ohýbaní rúry je potrebné zohľadniť vlastnosti materiálu, z ktorého je vyrobená, jej rozmery a hrúbka steny.

Dôležité! Napätie počas ohýbania rúrkového profilu sa nevyhnutne objaví aj v segmentoch výrobkov, pokiaľ je to možné od neutrálnej zóny. Najmä pri vysokom tlaku sa objavia vrstvy umiestnené v bezprostrednej blízkosti vyššie uvedenej neutrálnej zóny.

Ako ovplyvňuje pevnosť materiálu dovolený polomer ohybu?

GOST pôsobiaci na území našej krajiny dostatočne podrobne regulujú vlastnosti a vlastnosti prvkov použitých pri výpočte ohybovej pevnosti rúry. Najprv v tejto súvislosti berieme do úvahy minimálny polomer, o ktorý je dovolené ohýbať tvarovaný rúrkovitý produkt. Závisí to od podmienok ohybu. Ak sa tento postup vykonáva zahrievaním alebo balením dutiny potrubia pieskom, hodnota vonkajšieho priemeru začína na 3,5 DN (DN sa vzťahuje na podmienený priechod).

V prípade, že dodávateľ môže použiť špecializované zariadenie (napríklad stroj na ohýbanie rúrok), ktoré vám umožňuje vykonávať postup potrebných operácií bez zahrievania alebo iných dodatočných opatrení, potom je minimálny priemer 4 DN.

Ak je potrebné vykonať dostatočne ostrý ohyb, mal by byť priemer najmenej 10 DN, pretože tento postup sa uskutoční inými metódami, najmä pri vysokých teplotách.

Hodnoty stanovené štátnymi normami sa môžu samozrejme mierne znížiť, ale potom je potrebné veľmi starostlivo vypočítať profilovú rúrku pre ohýbanie. Odchýlky od GOST sú možné, ak je pri použitom spôsobe ohýbania zaručená zmena hrúbky steny z pôvodného o 15%. Až potom si môžete byť istí, že ohýbanie menšími hodnotami nebude mať v budúcnosti významný vplyv na pevnosť konštrukcie.

Potrubie je možné ohýbať na maximálny povolený polomer iba pomocou špeciálneho stroja alebo zariadenia

Aké vzorce a tabuľky sa používajú

Pre správny výpočet pevnosti rúr v ohybe je potrebné zistiť dĺžku dielu. To sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca:

D = 0,0175 × P × Y + pi, kde

D je dĺžka obrobku; P je polomer ohybu rúry (mm); Y je požadovaný uhol ohybu; p1 je vzdialenosť potrebná na upnutie obrobku pri použití špeciálneho vybavenia.

Ďalej vyhodnotíme veľkosť navrhovaného úseku ohybu podľa tohto vzorca:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), kde

D1 - dĺžka ohnutého úseku; π je známa matematická konštanta; Y - uhol ohybu (stupne); DN - priemer na vonkajšom povrchu potrubia (mm).

GOST č. 617/90 a č. 494/90 obsahujú najmenšie hodnoty hlavných charakteristík, na základe ktorých sa počíta pevnosť produktu z profilových rúr pri ohybe.

Dobre vedieť! Tento prístup - regulácia minimálnych hodnôt - poskytuje pohodlie kapitána, ako aj najvyššiu bezpečnosť pri vykonávaní práce a, samozrejme, pri obsluhe konštrukcií, najmä z mosadze a medi.

Hlavné charakteristiky použité pri výpočte ohybovej pevnosti rúry sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

stôl 1

Údaje v tejto tabuľke sa vzťahujú na výrobky z rúrkovej mosadze a medi. A výpočet ohybového zaťaženia profilovej rúrky z ocele sa vykonáva podľa nižšie uvedených údajov (GOST č. 3263/75).

tabuľka 2

Medzi hlavné parametre, ktoré sa musia brať do úvahy pri určovaní ohybového zaťaženia, patrí hrúbka steny a priemer obrobku. Korelácia týchto dvoch ukazovateľov je uvedená v nasledujúcej tabuľke. Mimochodom, informácie v ňom obsiahnuté môžu byť použité na výpočet zaťaženia na rúrke kruhového prierezu.

Tabuľka 3

Je tu ešte jedna vec, ktorú treba povedať. Rôzne on-line kalkulačky prítomné na internete sú vyzvané, aby nahradili manuálny výpočet zaťaženia daného typu. Pracujú podľa vzorcov, ktoré sú v nich stanovené, zamerané na rôzne vzorky výrobkov z rúr. Rozsah použitia modernej on-line kalkulačky je veľmi široký: počnúc najjednoduchším výpočtom kruhovej rúrky na vychýlenie a končiac výpočtom zaťaženia profilovej rúrky, keď je ohnutá.

Deformácia rúrok v ohybe je niekedy nevyhnutná, ale môže zhoršiť výkon hotovej konštrukcie

Proces ohýbania

Akákoľvek deformácia vedie k zníženiu únosnosti profilovej rúrky a je sprevádzaná výskytom dlhodobého napätia na jej stenách. Na vnútornej vrstve sa v dôsledku stlačenia kovu hustota zvyšuje a na vonkajšej strane napätie naopak znižuje hodnotu tohto ukazovateľa. Tvar prierezu sa tiež mení podľa očakávania. Kombinácia týchto faktorov vedie k tomu, že únosnosť konštrukcie v ohybe je výrazne znížená. To platí pre okrúhle potrubie, ako aj pre produkt obdĺžnikového a štvorcového potrubia. Navyše, v posledných dvoch rokoch nie je tento jav taký výrazný ako v prípade rúrky s kruhovým prierezom.

V každom prípade je však potrebný opatrný prístup k hodnoteniu stupňa pôsobiaceho zaťaženia počas ohýbania obrobku. Potom sa na ňom neobjavia zbytočné chyby a zakrivenia. Z hľadiska funkčného účelu sa to týka predovšetkým kruhových rúr, z ktorých sa vyrábajú ohyby pre vodovodné systémy.

Dobre vedieť! Vytvorené záhyby vedú k zablokovaniu, zvyšujú odolnosť prepravovanej tekutiny a znižujú priepustnosť pracovného média.

Stupeň oválnej deformácie pre časť s priemerom do 20 mm by preto nemal prekročiť 15 percent. Pri náraste priemeru hodnota tohto ukazovateľa klesá na úroveň 12,5 percenta. Rovnaké čísla sa tiež používajú na určenie optimálneho zaťaženia na vychýlenie rúrky s profilovým prierezom a vyššie uvedené priemery sa vzťahujú na obdĺžnik (a) alebo štvorec (a) kružnice vpísanej / opísanej / okolo.

Použite Hookeov zákon

Výpočet ohybovej pevnosti rúrkovitého výrobku je podľa Hookeovho zákona zredukovaný na jednoduché stanovenie maximálnej hodnoty napätia pre študovaný štruktúrny bod. V tomto prípade je dôležité zvážiť, z akého materiálu je profil vyrobený, pretože každý z nich sa vyznačuje vlastným indikátorom napätia.

Podľa Hookeho zákona je elastická sila priamo úmerná stupňu deformácie. Na výpočty sa vo všeobecnosti používa tento vzorec:

H = P / V, kde

N je napätie; P je veľkosť ohybu pozdĺž osi aplikovanej sily; V je hodnota ohybového odporu, ktorá sa berie pozdĺž uvedenej osi.

Pri ohýbaní rúrok treba pamätať na to, že zaťaženie obrobku by nemalo byť príliš silné, inak by rúra jednoducho praskla.

Stanovenie normálnej hodnoty odporu je zahrnuté v okruhu hlavných úloh osoby, ktorá sa rozhodla postaviť štruktúru z profilu. Použitie vzorca na výpočet optimálnej úrovne sily pôsobiacej na potrubie zahŕňa overenie správnosti výsledkov. Ak to chcete urobiť, musíte poznať niekoľko pravidiel a samozrejme ich dodržiavať. Sú stručne formulované takto:

• Pred vykonaním výpočtov je potrebné nakresliť aspoň náčrt budúceho návrhu. Budete teda poistení proti chybám spôsobeným nepochopením tvaru štruktúry;
• aby sa zabránilo deformácii alebo zničeniu profilu, ktorý bráni prevádzke budovy, mal by sa zohľadniť materiál jej výroby a hrúbka steny;
• Po vypočítaní ohybovej pevnosti potrubia je potrebné výsledky pozorne preštudovať. Nesmú prekročiť maximálne hodnoty.

Základné pravidlo je: robiť výpočty pomaly, presne, presne. V každej fáze používajte vhodné vzorce, neupravujte hodnoty podľa tých, ktoré sú pre vás prospešné.