Calcolo di un tubo di profilo per la piegatura: per cosa e come vengono effettuati tali calcoli

I tubi profilati sono ampiamente utilizzati nelle costruzioni private e industriali. Da loro creano pergole, serre, garage, annessi, cartelloni pubblicitari. I disegni non sono solo classici rettangolari, ma possono anche avere la configurazione più diversificata. Pertanto, è molto importante calcolare correttamente la curva massima consentita del tubo. Ciò fornirà all'edificio forza, durata e consentirà di mantenere la sua forma originale.

Nella fabbricazione di strutture da un tubo profilato, non deve essere piegato "ad occhio" - devono essere effettuati calcoli adeguati

Proprietà e caratteristiche dei prodotti tubolari sagomati

È consuetudine nominare tubi come tubi, la cui sezione trasversale differisce da quella rotonda. Le opzioni più comuni sono i prodotti quadrati e rettangolari. Sono particolarmente apprezzati dal fatto che il design finale creato sulla base ha un peso relativamente basso. Inoltre! Grazie alla sua forma specifica, il fissaggio degli elementi del tubo a varie superfici e tra loro è notevolmente semplificato.

Questi prodotti da costruzione sono realizzati con una vasta gamma di leghe e metalli. Tuttavia, i tubi profilati in lega bassa e acciaio al carbonio sono spesso utilizzati. Ogni metallo è caratterizzato da una qualità così naturale come un punto di resistenza. Può essere sia massimo che minimo. Il primo, in particolare, provoca la deformazione delle strutture costruite, porta a eccessi, che possono provocare pieghe.

Quando si piega, è importante tenere conto di caratteristiche quali il tipo di prodotto e la sua densità, sezione trasversale, dimensioni, nonché la flessibilità del materiale e la sua rigidità. Conoscendo tutte queste proprietà del metallo, l'appaltatore sarà in grado di capire come si comporterà la struttura durante il funzionamento.

Inoltre, va ricordato che quando il prodotto è piegato, le sue parti interne sono compresse, il che porta ad un aumento della loro densità e una riduzione delle dimensioni. La lunghezza dello strato esterno aumenta di conseguenza, diventa più allungata, ma meno densa. Inoltre, anche alla fine del processo, vengono mantenute le caratteristiche iniziali delle sezioni centrali.

Quando si piega un tubo, è necessario tenere conto delle proprietà del materiale da cui è realizzato, delle sue dimensioni e dello spessore della parete

Importante! Lo stress durante la flessione del profilo del tubo si verificherà necessariamente anche nei segmenti di prodotto il più lontano possibile dalla zona neutra. Una pressione particolarmente alta sperimenterà strati situati nelle immediate vicinanze della zona neutra sopra.

In che modo la resistenza del materiale influenza i raggi di curvatura ammessi?

I GOST che operano nel territorio del nostro paese regolano in modo sufficientemente dettagliato le caratteristiche e le proprietà degli elementi utilizzati nel calcolo della resistenza alla flessione del tubo. Innanzitutto, in questo contesto, consideriamo il raggio minimo con cui è consentito piegare un prodotto tubolare sagomato. Dipende dalle condizioni di flessione. Se questa procedura viene eseguita con riscaldamento o con riempimento della cavità del tubo con sabbia, il valore del diametro esterno inizia a 3,5 DN (DN indica un passaggio condizionale).

Nel caso in cui l'appaltatore possa utilizzare attrezzature specializzate (ad esempio una macchina piegatubi) che consente di eseguire la sequenza delle operazioni necessarie senza riscaldamento o altre misure aggiuntive, il diametro minimo è di 4 DN.

Se è necessario eseguire una curva sufficientemente acuta, il diametro dovrebbe essere di almeno 10 DN, poiché questa procedura verrà eseguita con altri metodi, principalmente a temperature elevate.

Naturalmente, i valori forniti dagli standard statali possono essere leggermente ridotti, ma è quindi necessario calcolare il tubo del profilo per la piegatura con molta attenzione. Scostamenti da GOST sono possibili se, con il metodo di piegatura utilizzato, lo spessore delle pareti è garantito per variare dall'originale del 15%. Solo allora puoi essere sicuro che la flessione di valori più piccoli non avrà un effetto significativo sulla forza della struttura in futuro.

È possibile piegare il tubo al raggio massimo consentito per esso solo con l'aiuto di una macchina o dispositivo speciale

Quali formule e tabelle vengono utilizzate

Per il corretto calcolo della resistenza alla flessione del tubo, è necessario scoprire la lunghezza del pezzo. Questo viene fatto secondo la seguente formula:

D = 0,0175 × P × Y + p1, dove

D è la lunghezza del pezzo; P è il raggio di curvatura del tubo (mm); Y è l'angolo di piega richiesto; p1 è la distanza per trattenere il pezzo richiesto quando si utilizzano attrezzature speciali.

Successivamente, valutiamo l'entità della sezione di piega proposta secondo questa formula:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), dove

D1 - la lunghezza della sezione piegata; π è una costante matematica nota; Y - angolo di curvatura (gradi); DN - diametro sulla superficie esterna del tubo (mm).

I GOST n. 617/90 e n. 494/90 contengono i valori più piccoli delle caratteristiche principali, in base ai quali viene calcolata la resistenza del prodotto del tubo profilato in flessione.

Buono a sapersi! Questo approccio - la regolazione dei valori minimi - offre la comodità del master, nonché la massima sicurezza durante l'esecuzione di lavori e, naturalmente, durante il funzionamento di strutture, in particolare, costruite con profili in ottone e rame.

Le caratteristiche principali utilizzate nel processo di calcolo della resistenza alla flessione di un tubo sono riportate nella tabella seguente.

Tabella 1

I dati in questa tabella sono per tubolari in ottone e prodotti in rame. E il calcolo del carico di flessione sul tubo profilato in acciaio viene eseguito secondo i dati di seguito (GOST n. 3263/75).

Tavolo 2

I parametri principali che devono essere presi in considerazione quando si determina il carico di flessione includono lo spessore della parete e il diametro del pezzo. La correlazione di questi due indicatori è presentata nella tabella seguente. A proposito, le informazioni in esso contenute possono essere utilizzate per calcolare il carico sul tubo di sezione circolare.

Tabella 3

C'è ancora un'altra cosa da dire. Vari calcolatori online presenti su Internet sono chiamati a sostituire il calcolo manuale del carico del tipo in questione. Funzionano secondo le formule stabilite in essi, orientate a vari campioni di prodotti per tubi. La gamma di applicazioni di un moderno calcolatore online è molto ampia: a partire dal calcolo più semplice di un tubo tondo per la deflessione, e termina con il calcolo del carico sul tubo del profilo quando è piegato.

La deformazione dei tubi in curva è talvolta inevitabile, ma può degradare le prestazioni della struttura finita

Processo di piegatura

Qualsiasi deformazione porta a una riduzione della capacità portante del tubo profilato ed è accompagnata dalla comparsa di sollecitazioni prolungate sulle sue pareti. Sullo strato interno, a causa della compressione del metallo, la densità aumenta e, sulla parte esterna, la tensione, al contrario, diminuisce il valore di questo indicatore. Anche la forma della sezione trasversale cambia come previsto. La combinazione di questi fattori porta al fatto che la capacità portante della struttura in curva è significativamente ridotta. Questo è vero per un tubo tondo, così come per un prodotto di tubo rettangolare e quadrato. Inoltre, per gli ultimi due, questo fenomeno non è così pronunciato rispetto a un tubo con una sezione trasversale circolare.

Tuttavia, in ogni caso, è necessario un approccio attento alla valutazione del grado di carico applicato durante la piegatura del pezzo. Quindi i guasti e le curvature non necessari non appariranno su di esso. Dal punto di vista dello scopo funzionale, si tratta innanzitutto di tubi tondi da cui vengono realizzate curve per i sistemi di approvvigionamento idrico.

Buono a sapersi! Le pieghe formate portano a blocchi, aumentano la resistenza del fluido trasportato e riducono la permeabilità del mezzo di lavoro.

Pertanto, il grado di deformazione ovale per una parte con un diametro fino a 20 mm non deve superare il 15 percento. Con un aumento del diametro, il valore di questo indicatore diminuisce al livello del 12,5 percento. Gli stessi numeri vengono utilizzati anche per determinare il carico ottimale sulla deflessione di un tubo con una sezione del profilo, e i diametri sopra indicati si riferiscono al rettangolo (a) o al quadrato (a) del cerchio inscritto / descritto in / around.

Applica la legge di Hooke

Il calcolo della resistenza alla flessione di un prodotto tubolare viene ridotto, secondo la legge di Hooke, a una semplice determinazione del valore di sollecitazione massimo per il punto strutturale in studio. In questo caso, è importante considerare il materiale di cui è fatto il profilo, poiché ciascuno di essi è caratterizzato da un proprio indicatore di stress.

Secondo la legge di Hooke, la forza elastica è direttamente proporzionale al grado di deformazione. In generale, per i calcoli viene utilizzata la seguente formula:

H = P / V, dove

N è la tensione; P è l'entità della curva lungo l'asse della forza applicata; V è il valore della resistenza alla flessione, che viene preso lungo l'asse sopra.

Quando si piegano i tubi, è necessario ricordare che il carico sul pezzo non deve essere troppo forte, altrimenti il ​​tubo semplicemente scoppierà

La determinazione del valore normale della resistenza è inclusa nel cerchio dei compiti principali di una persona che ha deciso di erigere una struttura da un profilo. E l'uso della formula per calcolare il livello ottimale di forza che agisce sul tubo comporta la verifica della correttezza dei risultati. Per fare questo, devi conoscere una serie di regole e, ovviamente, seguirle. Sono brevemente formulati come segue:

• Prima di procedere con i calcoli, è necessario disegnare almeno uno schizzo del disegno futuro. In questo modo sarai assicurato contro errori causati da un malinteso sulla forma della struttura;
• al fine di prevenire la deformazione o la distruzione del profilo che ostacolano il funzionamento dell'edificio, è necessario tenere conto del materiale di fabbricazione e dello spessore delle pareti;
• Dopo aver calcolato la resistenza alla flessione del tubo, è necessario studiare attentamente i risultati. Non devono superare i valori massimi.

Bene, la regola di base è: eseguire i calcoli lentamente, accuratamente, accuratamente. Utilizzare formule appropriate in ogni fase, non adattare i valori a quelli che sono utili per te stesso.