Beräkning av ett profilrör för böjning: för vad och hur görs sådana beräkningar

Profilrör används ofta i privat och industriell konstruktion. Från dem skapa arbors, växthus, garage, uthus, skyltar. Konstruktioner är inte bara klassiska rektangulära utan kan också ha den mest varierande konfigurationen. Därför är det mycket viktigt att korrekt beräkna den maximalt tillåtna rörböjningen. Detta ger byggnaden styrka, hållbarhet och gör det möjligt att behålla sin ursprungliga form.

Vid tillverkning av konstruktioner från ett profilrör får det inte böjas "för ögat" - lämpliga beräkningar bör göras

Egenskaper och funktioner hos formade rörformade produkter

Det är vanligt att namnge rör som rör, vars tvärsnitt skiljer sig från runda. De vanligaste alternativen är fyrkantiga och rektangulära produkter. De är särskilt populära med det faktum att den slutliga designen som skapats på grundval av dessa har relativt låg vikt. Dessutom! På grund av sin specifika form förenas fästningen av rörelementen till olika ytor och till varandra kraftigt.

Dessa byggprodukter är tillverkade av ett brett sortiment av legeringar och metaller. Profilrör tillverkade av låglegering och kolstål används dock ofta. Varje metall kännetecknas av en sådan naturlig kvalitet som en motståndspunkt. Det kan vara både maximalt och minimum. Den första, i synnerhet, orsakar deformation av de konstruerade strukturerna, leder till överskott, vilket kan resultera i kinks.

Vid böjning är det viktigt att ta hänsyn till sådana egenskaper som produktens typ och dess densitet, tvärsnitt, storlek samt materialets flexibilitet och dess styvhet. Genom att känna till alla dessa egenskaper hos metallen, kommer entreprenören att kunna förstå hur strukturen kommer att bete sig under drift.

Dessutom bör det komma ihåg att när produkten böjs komprimeras dess inre delar, vilket leder till en ökning av deras täthet och en minskning i storlek. Längden på det yttre skiktet ökar i enlighet därmed, det blir mer sträckt, men mindre tätt. Även i slutet av processen bevaras de inledande egenskaperna hos de mellersta sektionerna.

Vid böjning av ett rör är det nödvändigt att ta hänsyn till egenskaperna hos materialet från vilket det är tillverkat, dess dimensioner och väggtjocklek

Viktig! Spänning under böjning av rörprofilen kommer nödvändigtvis att inträffa även i produktsegmenten så långt som möjligt från den neutrala zonen. Speciellt högt tryck kommer att uppleva lager belägna i omedelbar närhet av ovannämnda neutrala zon.

Hur påverkar materialstyrkan tillåtna böjradier?

GOST: er som verkar på vårt lands territorium reglerar tillräckligt detaljerade egenskaper och egenskaper hos elementen som används för att beräkna rörets böjhållfasthet. Först och främst beaktar vi i detta sammanhang den minsta radie med vilken det är tillåtet att böja en formad rörformig produkt. Det beror på böjningsförhållandena. Om denna procedur utförs med uppvärmning eller packning av rörkaviteten med sand, börjar värdet på ytterdiametern vid 3,5 DN (DN hänvisar till ett villkorat pass).

I fallet då entreprenören kan använda specialutrustning (till exempel en rörbockningsmaskin) som låter dig utföra den sekvens av nödvändiga operationer utan uppvärmning, eller andra ytterligare åtgärder, är minimidiametern 4 DN.

Om det är nödvändigt att utföra en tillräckligt skarp böjning, bör diametern vara minst 10 DN, eftersom denna procedur utförs med andra metoder, främst vid höga temperaturer.

Naturligtvis kan värdena som tillhandahålls av tillståndsstandarder reduceras något, men då är det nödvändigt att beräkna profilröret för böjning mycket noggrant. Avvikelser från GOST är möjliga om väggtjockleken garanteras förändras från originalet med 15% med den använda böjningsmetoden. Först då kan du vara säker på att böjning med mindre värden inte kommer att ha någon betydande effekt på strukturen i framtiden.

Det är möjligt att böja röret till den maximalt tillåtna radien för det endast med hjälp av en speciell maskin eller enhet

Vilka formler och tabeller som används

För korrekt beräkning av rörets böjhållfasthet är det nödvändigt att ta reda på längden på delen. Detta görs enligt följande formel:

D = 0,0175 × P × Y + pl, där

D är arbetsstyckets längd; P är rörets böjningsradie (mm); Y är den nödvändiga böjningsvinkeln; p1 är avståndet för att hålla arbetsstycket som krävs när du använder specialutrustning.

Därefter utvärderar vi storleken på det föreslagna böjningsavsnittet enligt denna formel:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), där

D1 - den böjda sektionens längd; π är en känd matematisk konstant; Y - böjningsvinkel (grader); DN - diameter på rörets yttre yta (mm).

GOSTs nr 617/90 och nr 494/90 innehåller de minsta värdena på huvudegenskaperna, på grundval av vilken styrkan hos profilrörsprodukten för böjning beräknas.

Bra att veta! Detta tillvägagångssätt - regleringen av minimivärden - ger bekvämligheten för befälhavaren såväl som den största säkerheten vid utförande av arbeten och naturligtvis under drift av strukturer, i synnerhet konstruerade av mässings- och kopparprofiler.

De viktigaste egenskaperna som används vid beräkningen av rörets böjhållfasthet anges i tabellen nedan.

bord 1

Uppgifterna i denna tabell är för rörformiga mässings- och kopparprodukter. Och beräkningen av böjbelastningen på profilröret i stål utförs i enlighet med nedanstående data (GOST nr 3263/75).

Tabell 2

De viktigaste parametrarna som måste beaktas vid bestämning av böjbelastningen inkluderar väggtjocklek och arbetsstyckets diameter. Sambandet mellan dessa två indikatorer presenteras i nästa tabell. Förresten, informationen i den kan användas för att beräkna belastningen på röret med cirkulärt tvärsnitt.

Tabell 3

Det finns ytterligare en sak att säga. Olika onlinekalkylatorer som finns på Internet uppmanas att ersätta den manuella beräkningen av belastningen av den aktuella typen. De arbetar i enlighet med de formler som anges i dem, inriktade på olika prover av rörprodukter. Användningsområdet för en modern kalkylator på nätet är mycket brett: från den enklaste beräkningen av ett runt rör för avböjning och slutar med beräkningen av belastningen på profilröret när det böjs.

Deformation av rören vid krökningen är ibland oundviklig, men det kan försämra den färdiga konstruktionens prestanda

Bockningsprocess

Eventuell deformation leder till en minskning av profilrörets bärförmåga och åtföljs av uppkomsten av långvariga spänningar på dess väggar. På det inre skiktet ökar densiteten på grund av metallens komprimering, och på den yttre delen minskar spänningen tvärtom värdet på denna indikator. Tvärsnittsformen ändras också som förväntat. Kombinationen av dessa faktorer leder till det faktum att konstruktionens bärförmåga vid svängen reduceras avsevärt. Detta gäller för ett runt rör, såväl som för en rektangulär och fyrkantig rörprodukt. För de två senaste är detta fenomen inte så uttalat än för ett rör med cirkulärt tvärsnitt.

I alla fall krävs emellertid ett noggrant tillvägagångssätt för att bedöma graden av applicerad last under böjning av arbetsstycket. Då visas onödiga fel och krökningar inte på den. Ur funktionellt syfte avser detta för det första runda rör från vilka böjningar för vattenförsörjningssystem är tillverkade.

Bra att veta! De formade vikarna leder till blockeringar, ökar motståndet hos den transporterade vätskan och minskar permeabiliteten för arbetsmediet.

Därför bör graden av oval deformation för en del med en diameter upp till 20 mm inte överstiga 15 procent. Med en ökning i diameter sjunker värdet på denna indikator till nivån 12,5 procent. Samma siffror används också för att bestämma den optimala belastningen på avböjningen av ett rör med ett profiltvärsnitt, och ovanstående diametrar hänvisar till rektangeln (a) eller kvadrat (a) av cirkeln som är inskriven / beskriven i / runt.

Tillämpa Hookes lag

Beräkningen av böjhållfastheten för en rörformig produkt reduceras enligt Hookes lag till en enkel bestämning av det maximala spänningsvärdet för den strukturella punkten som studeras. Samtidigt är det viktigt att överväga vilket material profilen är gjord av, eftersom var och en av dem har sin egen stressindikator.

Enligt Hookes lag står den elastiska kraften i direkt proportion till graden av deformation. I allmänhet används följande formel för beräkningar:

H = P / V, där

N är spänningen; P är krökningens storlek längs axeln för den applicerade kraften; V är värdet på böjmotståndet, som tas längs axeln ovan.

Vid böjning av rör bör man komma ihåg att belastningen på arbetsstycket inte ska vara för stark, annars kommer röret helt enkelt att spricka

Att bestämma det normala värdet på motstånd ingår i cirkeln med huvuduppgifterna för den person som fattade beslutet att upprätta strukturen från profilen. Och användningen av formeln för att beräkna den optimala kraftenivån som verkar på röret innebär verifiering av resultatens korrekthet. För att göra detta måste du känna till ett antal regler och naturligtvis följa dem. De formuleras kort enligt följande:

• Innan du fortsätter med beräkningarna är det nödvändigt att rita åtminstone en skiss av den framtida designen. Så du kommer att vara försäkrad mot fel orsakade av missförstånd av strukturen.
• för att förhindra deformation eller förstöring av profilen som hindrar byggnadens drift bör materialet för dess tillverkning och väggtjocklek tas med i beräkningen;
• Efter att beräkna rörets böjhållfasthet är det nödvändigt att noggrant studera resultaten. De får inte överskrida maxvärdena.

Den grundregeln är: gör beräkningarna långsamt, noggrant, exakt. Använd lämpliga formler i varje steg, anpassa inte värdena till de som är fördelaktiga för dig själv.