Kas yra tuščiavidurio sekcijos liekamasis įtempis? Formavimo mechanizmas ir struktūrinis poveikis

Renkantis konstrukcinį plieną didelės -statybos projektams-ar tai būtų kylantis dangoraižis, ar sunkus{2}}pramoninis kranas, ar naftos platforma jūroje,-inžinieriai ir pirkimų specialistai dažnai žiūri į plieno rūšį, takumo ribą ir sienelių storį.

Tačiau plieninių profilių viduje slypi paslėpta tyli jėga, kuri gali pažeisti arba sugadinti jūsų konstrukcijos vientisumą:Liekamasis stresas.

Užtuščiavidurės konstrukcinės dalys(HSS), pvzkvadratas(SHS),stačiakampio formos(RHS) irapskritas(CHS) tuščiavidurių profilių, liekamasis įtempis yra neišvengiamas gamybos proceso šalutinis produktas. Supratimas, kas yra tuščiavidurės sekcijos liekamasis įtempis, kaip jis susidaro ir kaip jis veikia struktūrinį našumą, nėra tik akademinis užsiėmimas,-tai yra raktas į pagrįstus, ekonomiškus-ir saugius pirkimo sprendimus.

konstrukciniai plieniniai tuščiaviduriai profiliai

shs chs

mažo liekamojo įtempio stačiakampės tuščiavidurės pjūvio rh

sertifikuotos konstrukcinės apskritos tuščiavidurės sekcijos sk

Prieš pasinerdami į mechaniką, apibrėžkime terminą.

Liekamasis stresasyra vidinis įtempis, kuris lieka užfiksuotas kietoje medžiagoje (šiuo atveju tuščiavidurėje plieninėje dalyje) visiškai pašalinus visas išorines eksploatacines apkrovas (pvz., gravitaciją, vėją ar mechaninį slėgį) ir šiluminius gradientus.

Pagalvokite apie tai kaip apie gamybos proceso „saugomą atmintį“. Net jei plieninė sija ramiai sėdi sandėlyje, jos vidinė mikroskopinė struktūra aktyviai stumiasi ir traukiasi į save. Kai kurios zonos yra žemiauįtampa(tempimas), o kaimyninės zonos yra posuspaudimas(suspaudimas). Šios jėgos turi puikiai subalansuoti, kad narys išlaikytų statinę pusiausvyrą:

∫σdA=0

Kur σ reiškia liekamąjį įtempį skerspjūvio srityje A. Tačiau, kai veikiate išorines apkrovas šiam "iš anksto įtemptam" plienui realioje-struktūroje, šios paslėptos vidinės jėgos gali sukelti ankstyvą gedimą, jei į jas nebus tinkamai atsižvelgta.

Kaip šis paslėptas stresas patenka į tuščiavidurį skyrių? Tai tiesioginis gamybos kelio nuo plokščios plieno ritės iki gatavo, uždaro profilio rezultatas. Tuščiavidurės sekcijos pirmiausia gaminamos dviem būdais, kurių kiekvienas palieka atskirą liekamąjį įtempį „pirštų atspaudų“.

A mechanizmas: šaltasis{0}}formavimas (didelio-streso kelias)

Šaltai-formuotos tuščiavidurės sekcijos (paprastai gaminamos pagal standartus, pvz., EN 10219 arba ASTM A500) formuojamos kambario temperatūroje.

• Išvyniojimas ir pjaustymas:Plokščia, karštai valcuota plieno juosta{0}}atvyniojama.
• Šalto valcavimo formavimas:Juostelė praeina per kelis progresinius volelius, kurie sulenkia plokščią lakštą į apskritimo, kvadrato arba stačiakampio formą. Šis lenkimas priverčia plieną peržengti savo elastingumo ribą į plastinę deformaciją.
• Aukšto{0}}dažnio indukcinis (HFI) suvirinimas:Išilginiai kraštai šildomi elektra ir suspaudžiami kartu, kad susidarytų ištisinė suvirinimo siūlė.
• Dydis ir formavimas:Kvadratinių ir stačiakampių sekcijų atveju suvirintas vamzdis toliau valcuojamas, kad būtų galutiniai aštrūs kampai ir lygūs paviršiai.

Kodėl tai sukuria didelį liekamąjį įtampą:Šaltas lenkimas sukelia didžiulę plastikinę įtampą, ypač SHS ir RHS kampuose. Išoriniai plieno pluoštai tempiami (įtempiami), o vidiniai – suspaudžiami. Kadangi tai daroma šaltai, plieno grūdeliai negali persitvarkyti, kad sumažintų šį stresą. Be to, greitas suvirinimo siūlės aušinimas sukuria vietinį terminį susitraukimą ir sustiprina įtempių profilį.

B mechanizmas: karšta{0}}apdaila (mažo-streso maršrutas)

Karštai-apdorotos tuščiavidurės sekcijos (pagamintos pagal standartus, pvz., EN 10210) iš esmės skiriasi.

• Pradinis šaltasis{0}}formavimas:Plienas kambario temperatūroje suformuojamas į preliminarią vamzdelio formą.
• Pakaitinimas:Visa tuščiavidurė sekcija kaitinama krosnyje iki normalizuojančios temperatūros (paprastai nuo 850 iki 950 laipsnių), kuri yra aukščiau plieno rekristalizavimo taško.
• Karštas-dydis:Šildomas vamzdis praleidžiamas per dydžio nustatymo ritinius, kad būtų pasiekti galutiniai matmenys.
• Kontroliuojamas aušinimas:Profilis atvėsta lėtai ir tolygiai atvirame ore.

Kodėl jis sumažina liekamąjį stresą:Kaitinant plieną aukščiau perkristalizavimo temperatūros, iškraipyti kristalų grūdeliai „atsipalaiduoja“ ir atsinaujina.

į vientisą mikrostruktūrą be įtempių-. Vėlesnis lėtas, tolygus aušinimas užtikrina, kad terminis susitraukimas įvyktų tolygiai visame skerspjūvyje, praktiškai pašalinant kenksmingus liekamuosius įtempius.

šaltojo formavimo{0}}gamybos procesas

karštas baigtas gamybos procesas

Nekontroliuojamas liekamasis stresas nėra tik teorinis nerimas. Tai tiesiogiai pablogina konstrukcinių elementų mechanines savybes keliais svarbiais būdais:

1. Sumažintas kolonėlės lenkimo pasipriešinimas

Kai konstrukcinė kolona yra veikiama gniuždomųjų ašinių apkrovų, jos talpa ribojama dėl įlinkio. Jei stulpelyje jau yra vidinis liekamasis gniuždymo įtempis, šios vidinės jėgos tiesiogiai prisideda prie išorinės gniuždymo apkrovos.

Dėl to dalis skerspjūvio{0}}atsiliks per anksti, gerokai mažiau nei teorinė projektinė takumo riba. Dėl to staigiai, katastrofiškai prarandamas standumas ir anksti{2}}pasilenkiama.

2. Matmenų nestabilumas pjovimo ir suvirinimo metu

Ar kada nors matėte, kaip gamintojas pjauna plieninį vamzdį, kad tik nupjauti galai akimirksniu svyruotų į išorę arba deformuotųsi? Tai yra liekamasis stresas, kuris atsipalaiduoja.

Dėl didelių liekamųjų įtempių plienas gamybos metu tampa nestabilus.

Kai pjaunate, gręžiate ar suvirinate didelio{0}}įtempimo šalto-formavimo profilį, sutrinka vidinė pusiausvyra, todėl plienas susisuka, lenkiasi arba lankstosi, o tai sugadina griežtus matmenų nuokrypius.

3. Nuovargio gedimas ir mikro{1}}įtrūkimai

Esant ciklinei apkrovai (pvz., tiltams, atviroje jūroje esančioms konstrukcijoms, dinaminėms mašinoms), liekamieji tempimo įtempiai veikia kaip nuovargio katalizatoriai. Tempimo įtempis ištraukia plieno molekulinę struktūrą. Jei šalia suvirinimo siūlės ar kampų jau yra didelis liekamasis tempimo įtempis, gali atsirasti ir greitai plisti mikroskopiniai įtrūkimai, dėl kurių staiga nutrūksta nuovargis.

Kaip viešųjų pirkimų specialistas, konstrukcijų inžinierius ar projektų vadovas, jūs ne tik perkate plieną tonomis,{0}}perkate konstrukcijų saugumą, patikimumą ir lengvą gamybą.

Norėdami užtikrinti, kad gautumėte geriausią vertę ir našumą, naudokite šį profesionalų pirkimo vadovą.

1 veiksmas: nustatykite savo programos streso profilį

Ne kiekvienam projektui reikalingas aukščiausios kokybės, be streso{0}}karštai-apdirbto plieno. Pritaikę savo programą su tinkamu produktu, sutaupysite didžiulį biudžetą ir garantuojate saugumą.

• Pasirinkite šalto{0} formavimo (EN 10219 / ASTM A500), jei:

Statote neaukštas{0}}komercines konstrukcijas, antrinius rėmus, turėklus ar paprastą žemės ūkio įrangą.

Konstrukciniai elementai pirmiausia yra veikiami statinių, tempimo ar lengvų lenkimo apkrovų, o ne stipraus gniuždymo ar dinaminio nuovargio.

Biudžeto optimizavimas yra pagrindinis veiksnys, todėl projektuodami atsižvelgėte į žemesnes lenkimo kreives.

• Paklausa Hot{0}}Baigta (EN 10210), jei:

Statote daugiaaukščius{0}}namus, ilgo-tarpatramio stogo santvaras, sunkiasvores pramonės gamyklas ar atviroje jūroje esančias konstrukcijas.

Elementai veiks kaip stipriai apkrautos kolonos arba suspaudimo statramsčiai, kai išlinkimas yra pagrindinis gedimo būdas.

Struktūra yra veikiama dinaminės, seisminės, ciklinės ar žemos temperatūros aplinkos (kur kritinis įpjovų tvirtumas ir atsparumas nuovargiui).

Po pristatymo{0}}reikia didelio tikslumo, sudėtingo suvirinimo arba sunkaus apdirbimo.

2 veiksmas: ieškokite tinkamų standartų ir sertifikavimo

Nepasikliaukite žodiniais patikinimais. Siųsdami RFQ (užklausas dėl kainos), nurodykite tikslius gamybos standartus ir reikalaukite malūno bandymo sertifikatų (MTC).

• Europos projektams:NurodykiteEN 10210-1 ir 2karštai{0}}baigtam irEN 10219-1 ir 2šaltai-formuoti.
• JAV / Šiaurės Amerikos projektams:IeškokiteASTM A1085(kuris turi griežtesnes tolerancijas ir labiau kontroliuojamą streso elgesį nei standartinisASTM A500).
• Patikrinkite terminį apdorojimą:Įsitikinkite, kad MTC nurodoma „Normalizuotas“ arba „Karštas baigtas“, o ne tik „Atleistas nuo streso“ (tai yra dalinis terminis apdorojimas, kuris nevisiškai atkuria mikrostruktūrą).

3 veiksmas: įvertinkite kampo geometriją (šalta{1}}formuota pavojaus zona)

Jei jūsų biudžetas lemia šaltai-formuotas SHS arba RHS, atkreipkite ypatingą dėmesį į kampo spindulį.

• Aštrūs kampai (mažas išorinis spindulys r) rodo stiprų šalčio{0}}dirbimą, kuris padidina liekamąjį įtempį ir padidina kampo įtrūkimų riziką.
• Tikslaus kampo spindulio teiraukitės tiekėjo. Aukštos-kokybės gamintojai gamina šaltai formuotas dalis su dideliais kampų spinduliais (griežtai atitinkančiais r Mažesnį arba lygų 3t, priklausomai nuo storio), kad tolygiau paskirstytų liekamuosius įtempius.

šalto lenkimo kvadratinių tuščiavidurių profilių įtempis

lenktų stačiakampių plieninių vamzdžių liekamasis įtempis

tuščiavidurės pjūvio vietos sulenkimo sienos griūtis

4 veiksmas: pasirinkite patikimus, patvirtintus gamintojus

Mažų-kaštų tiekėjai dažnai sumažina aušinimo laiką, ritinėlio sąranką ar suvirinimo parametrus, todėl tuščiaviduriai skyriai su nepastoviais, labai nenuspėjamais liekamojo įtempio modeliais. Bendradarbiaukite su gamintojais, kurie naudoja:

• Internetiniai termomechaniniai valdymo procesai (TMCP)valdyti šiluminius gradientus.
• Išplėstinis sūkurinės srovės{0}}ir ultragarsinis bandymaspatikrinti suvirinimo vientisumą.
• Šiuolaikinės-sukurios sumažina lokalizuotą per{0}}deformaciją.

Perkant konstrukcinį plieną pigiausias išankstinis pasirinkimas gali lengvai tapti brangiausia klaida. Šaltai formuota tuščiavidurė pjūvis su dideliu, nekontroliuojamu likutiniu įtempimu šiandien gali sutaupyti kelis dolerius už toną, tačiau rytoj tai gali kainuoti tūkstančius dėl deformuotų gaminių, atmestų įrengimų aikštelėje arba, dar blogiau, dėl katastrofiško konstrukcijos gedimo.

SupratimuTuščiavidurės sekcijos liekamasis įtempis, galite tiksliai projektuoti, drąsiai pirkti ir pastatyti laiko išbandymą atlaikančias konstrukcijas.

Ar planuojate kitą didelio našumo{0}}struktūrinį projektą?Nepalikite savo struktūros vientisumo atsitiktinumui. Susisiekite su mūsų ekspertų inžinierių ir pardavimų komanda šiandien, kad gautumėte pasiūlymą dėl sertifikuoto, didelio{1}}patvarumo ir mažo{2}}įtempimoEN 10210 Hot{1}}Užbaigtos tuščiavidurės sekcijosir priemokaASTM A1085profiliai. Padėsime kurti saugiau, stipriau ir efektyviau.

Susisiekite su mumis