Berekening van een profielbuis voor buigen: waarvoor en hoe worden dergelijke berekeningen gemaakt

Profielbuizen worden veel gebruikt in de particuliere en industriële bouw. Maak van hen priëlen, kassen, garages, bijgebouwen, reclameborden. Ontwerpen zijn niet alleen klassiek rechthoekig, maar kunnen ook de meest uiteenlopende configuratie hebben. Daarom is het erg belangrijk om de maximaal toegestane buisbocht correct te berekenen. Dit geeft het gebouw stevigheid, duurzaamheid en behoudt zijn oorspronkelijke vorm.

Bij de vervaardiging van constructies uit een profielpijp mag deze niet "met het oog" worden gebogen - er moeten passende berekeningen worden gemaakt

Eigenschappen en kenmerken van buisvormige producten

Het is gebruikelijk om pijpen een naam te geven waarvan de doorsnede verschilt van rond. De meest voorkomende opties zijn vierkante en rechthoekige producten. Ze zijn vooral populair omdat het uiteindelijke ontwerp dat op hun basis is gemaakt een relatief laag gewicht heeft. Bovendien! Door zijn specifieke vorm wordt de bevestiging van de buiselementen aan verschillende oppervlakken en aan elkaar sterk vereenvoudigd.

Deze bouwproducten zijn gemaakt van een breed scala aan legeringen en metalen. Meestal worden echter profielbuizen van laaggelegeerd en koolstofstaal gebruikt. Elk metaal kenmerkt zich door zo'n natuurlijke kwaliteit als weerstandspunt. Het kan zowel maximum als minimum zijn. Vooral de eerste veroorzaakt de vervorming van de geconstrueerde constructies, leidt tot excessen, wat kan leiden tot knikken.

Bij het buigen is het belangrijk om rekening te houden met kenmerken zoals het type product en de dichtheid, doorsnede, maat, evenals de flexibiliteit van het materiaal en de stijfheid. Als hij al deze eigenschappen van het metaal kent, zal de aannemer kunnen begrijpen hoe de constructie zich tijdens bedrijf zal gedragen.

Bovendien moet eraan worden herinnerd dat wanneer het product wordt gebogen, de interne onderdelen worden samengedrukt, wat leidt tot een toename van hun dichtheid en een afname in grootte. De lengte van de buitenlaag neemt dienovereenkomstig toe, deze wordt meer uitgerekt, maar minder dicht. Bovendien blijven zelfs aan het einde van het proces de initiële kenmerken van de middelste secties behouden.

Bij het buigen van een buis moet rekening worden gehouden met de eigenschappen van het materiaal waaruit het is gemaakt, de afmetingen en de wanddikte

Belangrijk! Spanning tijdens het buigen van het buisprofiel zal noodzakelijkerwijs optreden, zelfs bij de productsegmenten zo ver mogelijk van de neutrale zone. Vooral hoge druk zal lagen ervaren in de directe omgeving van de bovengenoemde neutrale zone.

Hoe beïnvloedt de materiaalsterkte de toegestane buigradii?

GOST's die op het grondgebied van ons land actief zijn, regelen in voldoende detail de kenmerken en eigenschappen van de elementen die worden gebruikt bij het berekenen van de buigsterkte van de buis. Allereerst kijken we in deze context naar de minimale straal waarmee een gebogen buisvormig product mag worden gebogen. Het hangt af van de buigomstandigheden. Als deze procedure wordt uitgevoerd met verwarming of met het vullen van de buisholte met zand, begint de waarde van de buitendiameter bij 3,5 DN (DN verwijst naar een voorwaardelijke doorgang).

In het geval dat de aannemer gespecialiseerde apparatuur kan gebruiken (bijvoorbeeld een buisbuigmachine) waarmee u de reeks noodzakelijke bewerkingen kunt uitvoeren zonder verwarming of andere aanvullende maatregelen, dan is de minimale diameter 4 DN.

Als het nodig is om een ​​voldoende scherpe bocht uit te voeren, moet de diameter minimaal 10 DN zijn, omdat deze procedure op andere manieren zal worden uitgevoerd, voornamelijk bij hoge temperaturen.

Natuurlijk kunnen de waarden die door staatsnormen worden verstrekt enigszins worden verlaagd, maar dan is het noodzakelijk om de profielpijp voor het buigen zeer zorgvuldig te berekenen. Afwijkingen van GOST zijn mogelijk als, met de gebruikte buigmethode, de wanddikte gegarandeerd 15% afwijkt van het origineel. Alleen dan kunnen we er zeker van zijn dat buigen met kleinere waarden in de toekomst geen significant effect zal hebben op de structurele sterkte.

Het is mogelijk om de buis alleen met behulp van een speciale machine of apparaat tot de maximaal toelaatbare straal te buigen

Welke formules en tabellen worden gebruikt

Voor de juiste berekening van de buigsterkte van de buis moet de lengte van het onderdeel worden achterhaald. Dit gebeurt volgens de volgende formule:

D = 0,0175 × P × Y + p1, waar

D is de lengte van het werkstuk; P is de buigradius van de buis (mm); Y is de vereiste buighoek; p1 is de afstand die nodig is om het werkstuk vast te houden bij gebruik van speciale apparatuur.

Vervolgens evalueren we de omvang van het voorgestelde buiggedeelte volgens deze formule:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), waar

D1 - de lengte van het gebogen gedeelte; π is een bekende wiskundige constante; Y - buighoek (graden); DN - diameter op het buitenoppervlak van de buis (mm).

GOST's nr. 617/90 en nr. 494/90 bevatten de kleinste waarden van de belangrijkste kenmerken, op basis waarvan de sterkte van het profielbuisproduct in buiging wordt berekend.

Goed om te weten! Deze benadering - de regeling van minimumwaarden - biedt het gemak van de meester, evenals de grootste veiligheid bij het uitvoeren van werk en, natuurlijk, bij het bedienen van constructies, in het bijzonder gemaakt van messing en koperprofielen.

De belangrijkste kenmerken die worden gebruikt bij het berekenen van de buigsterkte van een buis staan ​​in de onderstaande tabel.

tafel 1

De gegevens in deze tabel zijn voor buisvormige messing- en koperproducten. En de berekening van de buigbelasting op de profielpijp van staal wordt uitgevoerd in overeenstemming met de onderstaande gegevens (GOST nr. 3263/75).

tafel 2

De belangrijkste parameters waarmee rekening moet worden gehouden bij het bepalen van de buigbelasting zijn de wanddikte en de diameter van het werkstuk. De correlatie van deze twee indicatoren wordt weergegeven in de volgende tabel. Trouwens, de informatie die erin staat kan ook worden gebruikt om de belasting op de buis met cirkelvormige doorsnede te berekenen.

tafel 3

Er valt nog iets te zeggen. Er wordt een beroep gedaan op verschillende online rekenmachines die op internet aanwezig zijn om de handmatige berekening van de belasting van het betreffende type te vervangen. Ze werken volgens de formules die erin zijn vastgelegd, gericht op verschillende monsters van buisproducten. Het toepassingsgebied van een moderne online calculator is zeer breed: te beginnen met de eenvoudigste berekening van een ronde buis voor afbuiging en eindigend met de berekening van de belasting op de profielpijp wanneer deze gebogen is.

Vervorming van de buizen in de bocht is soms onvermijdelijk, maar kan de prestatie van de afgewerkte constructie verminderen

Buigproces

Elke vervorming leidt tot een afname van het draagvermogen van de profielpijp en gaat gepaard met het optreden van langdurige spanningen op de wanden. Op de binnenlaag neemt de dichtheid toe door compressie van het metaal, en op het buitenste deel verlaagt de spanning daarentegen de waarde van deze indicator. De vorm van de dwarsdoorsnede verandert ook zoals verwacht. De combinatie van deze factoren leidt ertoe dat het draagvermogen van de constructie in de bocht aanzienlijk wordt verminderd. Dit geldt zowel voor een ronde buis als voor een rechthoekig en vierkant buisproduct. Bovendien is dit fenomeen bij de laatste twee niet zo uitgesproken dan bij een buis met cirkelvormige doorsnede.

In ieder geval is een zorgvuldige benadering vereist om de mate van toegepaste belasting tijdens het buigen van het werkstuk te beoordelen. Dan verschijnen er geen onnodige fouten en krommingen op. Vanuit functioneel oogpunt gaat het in de eerste plaats om ronde buizen waaruit bochten worden gemaakt voor watervoorzieningssystemen.

Goed om te weten! De gevormde plooien leiden tot verstoppingen, verhogen de weerstand van de getransporteerde vloeistof en verminderen de doorlaatbaarheid van het werkmedium.

Daarom mag de mate van ovale vervorming voor een onderdeel met een diameter tot 20 mm niet groter zijn dan 15 procent. Bij een toename van de diameter neemt de waarde van deze indicator af tot het niveau van 12,5 procent. Dezelfde nummers worden ook gebruikt om de optimale belasting op de doorbuiging van een buis met een profielsegment te bepalen, en de bovenstaande diameters verwijzen naar de rechthoek (a) of vierkant (a) van de cirkel die in / rondom is beschreven / beschreven.

Pas de wet van Hooke toe

De berekening van de buigsterkte van een buisvormig product wordt volgens de wet van Hooke gereduceerd tot een eenvoudige bepaling van de maximale spanningswaarde voor het te onderzoeken structurele punt. In dit geval is het belangrijk om te overwegen van welk materiaal het profiel is gemaakt, omdat elk van hen wordt gekenmerkt door zijn eigen stressindicator.

Volgens de wet van Hooke staat de elastische kracht in directe verhouding tot de mate van vervorming. Over het algemeen wordt de volgende formule gebruikt voor berekeningen:

H = P / V, waar

N is de spanning; P is de grootte van de bocht langs de as van de uitgeoefende kracht; V is de waarde van de buigweerstand, die wordt genomen langs de bovenstaande as.

Bij het buigen van buizen moet er rekening mee worden gehouden dat de belasting op het werkstuk niet te sterk mag zijn, anders zal de buis gewoon barsten

Het bepalen van de normale waarde van weerstand is opgenomen in de cirkel van de belangrijkste taken van een persoon die heeft besloten om een ​​structuur op te bouwen uit een profiel. En het gebruik van de formule voor het berekenen van het optimale krachtniveau dat op de buis werkt, omvat de verificatie van de juistheid van de resultaten. Om dit te doen, moet u een aantal regels kennen en deze natuurlijk volgen. Ze zijn kort geformuleerd als volgt:

• Voordat u doorgaat met de berekeningen, moet u ten minste een schets van het toekomstige ontwerp tekenen. Zo bent u verzekerd tegen fouten veroorzaakt door een verkeerd begrip van de vorm van de constructie;
• om vervorming of vernietiging van het profiel dat de werking van het gebouw belemmert te voorkomen, moet rekening worden gehouden met het materiaal van de fabricage en de wanddikte;
• Nadat de buigsterkte van de buis is berekend, is het noodzakelijk om de resultaten zorgvuldig te bestuderen. Ze mogen de maximale waarden niet overschrijden.

Welnu, de basisregel is: voer de berekeningen langzaam, nauwkeurig en nauwkeurig uit. Gebruik in elke fase de juiste formules, pas de waarden niet aan voor degene die gunstig zijn voor uzelf.