Calcularea unei conducte de profil pentru îndoire: pentru ce și cum se fac astfel de calcule

Țevile de profil sunt utilizate pe scară largă în construcțiile private și industriale. Din ele creează arbori, sere, garaje, clădiri, panouri. Modelele nu sunt doar dreptunghiulare clasice, ci pot avea și cea mai diversă configurație. Prin urmare, este foarte important să calculați corect îndoirea maximă admisă a țevii. Acest lucru va oferi clădirii rezistență, durabilitate și va permite menținerea formei sale originale.

La fabricarea structurilor dintr-o conductă de profil, aceasta nu trebuie îndoită „prin ochi” - trebuie făcute calcule adecvate

Proprietățile și caracteristicile produselor tubulare în formă

Se obișnuiește să se numească conducte ca țevi, a căror secțiune transversală diferă de cele rotunde. Cele mai frecvente opțiuni sunt produsele pătrate și dreptunghiulare. Sunt deosebit de populare prin faptul că designul final creat pe baza lor are o greutate relativ mică. În plus! Datorită formei sale specifice, fixarea elementelor tubului pe diverse suprafețe și unele de altele este simplificată foarte mult.

Aceste produse de construcție sunt fabricate dintr-o gamă largă de aliaje și metale. Cu toate acestea, țevile profilate din aliaj slab aliat și oțel carbon sunt utilizate cel mai adesea. Fiecare metal este caracterizat printr-o calitate atât de naturală ca punct de rezistență. Poate fi atât maxim cât și minim. Primul, în special, determină deformarea structurilor construite, duce la excese, ceea ce poate duce la legături.

La îndoire, este important să se țină seama de caracteristici precum tipul de produs și densitatea, secțiunea transversală, dimensiunea acestuia, precum și flexibilitatea materialului și rigiditatea acestuia. Cunoscând toate aceste proprietăți ale metalului, antreprenorul va putea înțelege cum se va comporta structura în timpul funcționării.

În plus, trebuie amintit că atunci când produsul este îndoit, părțile sale interne sunt comprimate, ceea ce duce la o creștere a densității acestora și la o scădere a dimensiunii. Lungimea stratului exterior crește în consecință, devine mai întinsă, dar mai puțin densă. Mai mult, chiar la sfârșitul procesului, caracteristicile inițiale ale secțiunilor din mijloc sunt păstrate.

La îndoirea unei conducte, este necesar să se țină seama de proprietățile materialului din care este confecționat, dimensiunile și grosimea peretelui

Important! Stresul în timpul îndoirii profilului țevii va apărea în mod necesar chiar și pe segmentele de produs, cât mai departe de zona neutră. În special, presiunea ridicată va experimenta straturi situate în imediata apropiere a zonei neutre de mai sus.

Cum afectează rezistența materialului razele de îndoire permise?

GOST-urile care operează pe teritoriul țării noastre reglementează suficient de detaliat caracteristicile și proprietățile elementelor utilizate la calcularea rezistenței la îndoire a conductei. În primul rând, în acest context, considerăm raza minimă prin care este permis să îndoiți un produs tubular în formă. Depinde de condițiile de îndoire. Dacă această procedură este efectuată cu încălzire sau cu umplerea cavității conductei cu nisip, valoarea diametrului exterior începe de la 3,5 DN (DN înseamnă o trecere condiționată).

În cazul în care contractantul poate folosi echipamente specializate (de exemplu, o mașină de îndoit conductă) care vă permite să efectuați succesiunea operațiilor necesare fără încălzire sau alte măsuri suplimentare, atunci diametrul minim este de 4 DN.

Dacă este necesar să se efectueze o îndoire suficient de ascuțită, diametrul trebuie să fie egal cu minim 10 DN, deoarece această procedură va fi efectuată în alte moduri, în principal la temperaturi ridicate.

Desigur, valorile oferite de standardele de stat pot fi ușor reduse, dar atunci este necesar să se calculeze țeava profilului pentru îndoire foarte atent. Abaterile de la GOST sunt posibile dacă, prin metoda de îndoire folosită, grosimea peretelui se va modifica de la original cu 15%. Doar atunci puteți fi sigur că îndoirea prin valori mai mici nu va avea un efect semnificativ asupra rezistenței structurii în viitor.

Este posibilă îndoirea conductei la raza maximă admisibilă doar cu ajutorul unei mașini sau dispozitive speciale

Ce formule și tabele sunt utilizate

Pentru calculul corect al rezistenței la îndoire a țevii, este necesar să aflați lungimea piesei. Aceasta se face conform următoarei formule:

D = 0,0175 × P × Y + p1, unde

D este lungimea piesei; P este raza de îndoire a conductei (mm); Y este unghiul de îndoire necesar; p1 este distanța de reținere a piesei necesare atunci când utilizați echipamente speciale.

În continuare, evaluăm amploarea secțiunii de îndoire propuse conform acestei formule:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), unde

D1 - lungimea secțiunii îndoite; π este o constantă matematică cunoscută; Y - unghiul de îndoire (grade); DN - diametrul pe suprafața exterioară a conductei (mm).

GOST-urile nr. 617/90 și nr. 494/90 conțin cele mai mici valori ale caracteristicilor principale, pe baza cărora se calculează rezistența produsului cu tuburi de profil în îndoire.

Bine de stiut! Această abordare - reglarea valorilor minime - oferă confortul maestrului, precum și cea mai mare siguranță la efectuarea lucrărilor și, bineînțeles, în timpul funcționării structurilor, în special, construite din profile din aramă și cupru.

Principalele caracteristici utilizate în procesul de calcul al rezistenței la îndoire a unei conducte sunt prezentate în tabelul de mai jos.

tabelul 1

Datele din acest tabel se referă la produse din aramă tubulară și cupru. Și calculul încărcăturii de îndoire pe conducta profilată din oțel se realizează în conformitate cu datele de mai jos (GOST nr. 3263/75).

masa 2

Principalii parametri care trebuie luați în considerare la determinarea sarcinii de îndoire includ grosimea peretelui și diametrul piesei de prelucrat. Corelația acestor doi indicatori este prezentată în tabelul următor. Apropo, informațiile conținute de acesta pot fi utilizate pentru a calcula sarcina pe conducta secțiunii circulare.

Tabelul 3

Mai trebuie spus un lucru. Diverse calculatoare on-line prezente pe Internet sunt invitate să înlocuiască calculul manual al încărcării de tipul respectiv. Aceștia lucrează în conformitate cu formulele stabilite în ele, orientate către diverse probe de produse din țeavă. Gama de aplicații ale unui calculator online modern este foarte largă: începând de la cel mai simplu calcul al unei țevi rotunde pentru deviere și se termină cu calculul sarcinii pe conducta de profil atunci când este îndoit.

Deformarea conductelor la cot este uneori inevitabilă, dar poate degrada performanța structurii finisate

Procesul de îndoire

Orice deformare duce la scăderea capacității de rulare a conductei de profil și este însoțită de apariția de eforturi prelungite pe pereții acesteia. Pe stratul interior, datorită compresiunii metalului, densitatea crește, iar pe partea exterioară, tensiunea, dimpotrivă, scade valoarea acestui indicator. Forma secțiunii transversale se schimbă, de asemenea, conform așteptărilor. Combinația acestor factori duce la reducerea semnificativă a capacității de rulare a structurii la îndoire. Acest lucru este valabil atât pentru o țeavă rotundă, cât și pentru un produs din țeavă dreptunghiulară și pătrată. Mai mult, pentru ultimele două, acest fenomen nu este atât de pronunțat decât pentru o țeavă cu secțiune transversală circulară.

Cu toate acestea, în orice caz, este necesară o abordare atentă pentru evaluarea gradului de sarcină aplicată în timpul îndoirii piesei de prelucrat. Apoi, defectele și curburile inutile nu vor apărea pe el. Din punctul de vedere al scopului funcțional, aceasta se referă, în primul rând, la țevi rotunde din care se fac curburi pentru sistemele de alimentare cu apă.

Bine de stiut! Faldurile formate duc la blocaje, cresc rezistența fluidului transportat și reduc permeabilitatea mediului de lucru.

Prin urmare, gradul de deformare ovală pentru o parte cu diametrul de până la 20 mm nu trebuie să depășească 15%. Odată cu creșterea diametrului, valoarea acestui indicator scade până la nivelul de 12,5%. Aceleași numere sunt de asemenea utilizate pentru a determina sarcina optimă pe devierea unei conducte cu secțiune transversală a profilului, iar diametrele de mai sus se referă la dreptunghiul (a) sau pătratul (a) al cercului înscris / descris în / în jur.

Aplica Legea lui Hooke

Calculul rezistenței la îndoire a unui produs tubular este redus, conform legii lui Hooke, la o simplă determinare a valorii maxime a efortului pentru punctul structural studiat. În acest caz, este important să luăm în considerare din ce material este realizat profilul, deoarece fiecare dintre ele este caracterizat prin propriul indicator de stres.

Conform legii lui Hooke, forța elastică este în proporție directă cu gradul de deformare. În general, pentru calcule se folosește următoarea formulă:

H = P / V, unde

N este tensiunea; P este mărimea cotului de-a lungul axei forței aplicate; V este valoarea rezistenței la îndoire, care este luată de-a lungul axei de mai sus.

La îndoirea țevilor, trebuie reținut faptul că sarcina pe piesa de prelucrat nu trebuie să fie prea puternică, altfel țeava va exploda pur și simplu

Determinarea valorii normale a rezistenței este inclusă în cercul principalelor sarcini ale persoanei care a luat decizia de a ridica structura din profil. Iar utilizarea formulei pentru calcularea nivelului optim de forță care acționează pe conductă implică verificarea corectitudinii rezultatelor. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți o serie de reguli și, desigur, să le urmați. Acestea sunt formulate succint astfel:

• Înainte de a continua calculele, este necesar să se elaboreze cel puțin o schiță a proiectului viitor. Astfel, veți fi asigurat împotriva erorilor cauzate de o neînțelegere a formei structurii;
• pentru a preveni deformarea sau distrugerea profilului care împiedică funcționarea clădirii, trebuie să se țină seama de materialul fabricării acesteia și de grosimea peretelui;
• După calcularea rezistenței la îndoire a conductei, este necesar să se studieze cu atenție rezultatele. Acestea nu trebuie să depășească valorile maxime.

Ei bine, regula de bază este: faceți calculele încet, precis, cu exactitate. Utilizați formule adecvate în fiecare etapă, nu ajustați valorile la cele care sunt benefice pentru dvs.