Hvað er afgangsstreitu á holum hluta? Myndunarkerfi og burðarvirki

Þegar þú velur burðarstál fyrir-mikil verkefni-hvort sem það er svífa skýjakljúfur, þungur-iðnaðarkrani eða olíupallur- á hafi úti eru verkfræðingar og innkaupasérfræðingar oft með þráhyggju yfir stálflokki, afkastagetu og veggþykkt.

Hins vegar er falinn, þögull kraftur sem leynist inni í stálprófílum sem getur gert eða brotið heilleika mannvirkis þíns:Afgangs streita.

Fyrirholir burðarhlutar(HSS), svo semferningur(SHS),rétthyrnd(RHS), oghringlaga(CHS) holir hlutar, afgangsstreita er óhjákvæmilegur fylgifiskur framleiðsluferlisins. Skilningur á því hvað afgangsstreita er af holum hluta, hvernig hún myndast og hvernig hún hefur áhrif á frammistöðu í uppbyggingu er ekki bara fræðileg æfing-það er lykillinn að því að taka upplýstar,-hagkvæmar og öruggar kaupákvarðanir.

holir hlutar úr stáli

shs chs

lágt afgangsspenna rétthyrnd holur hlutar rhs

löggiltir burðarvirki hringlaga holir hlutar chs

Áður en við köfum í vélfræðina skulum við skilgreina hugtakið.

Afgangsstreitaer innra álagið sem er enn læst inni í föstu efni (í þessu tilviki, holur úr stáli) eftir að allt ytra þjónustuálag (svo sem þyngdarafl, vindur eða vélrænn þrýstingur) og varmahalli hefur verið fjarlægt að fullu.

Hugsaðu um það sem "geymt minni" um framleiðsluferlið. Jafnvel þótt stálbjálki sitji hljóðlega í vöruhúsi, þá er innri smásæ uppbygging hans að ýta og toga á móti sjálfum sér. Sum svæði eru undirspennu(teygja), á meðan nærliggjandi svæði eru undirþjöppun(kreista). Þessir kraftar verða að halda fullkomlega jafnvægi til að halda meðlimnum í kyrrstöðu jafnvægi:

∫σdA=0

Þar sem σ táknar afgangsspennu yfir þversniðsflatarmálið A. Hins vegar, þegar þú beitir ytra álagi á þetta „for-spennta“ stál í raunverulegri-heimsbyggingu, geta þessir duldu innri kraftar leitt til ótímabæra bilunar ef ekki er rétt gert grein fyrir því.

Hvernig kemst þessi falna streita inn í holan hluta? Það er bein afleiðing framleiðsluferðarinnar frá flötum stálspólu yfir í fullbúið, lokað snið. Holir hlutar eru fyrst og fremst framleiddir með tveimur aðferðum, sem hver skilur eftir sérstakt afgangsstreitu "fingrafar".

Verkfæri A: Köld-myndun (The High-streituleið)

Kaldir-myndaðir holir hlutar (almennt framleiddir samkvæmt stöðlum eins og EN 10219 eða ASTM A500) eru mótaðir við stofuhita.

• Afspóla og rifa:Slétt, heitvalsað-stálræma er afspólað.
• Köld rúlla mótun:Röndin fer í gegnum röð framsækinna kefla sem beygja flata blaðið í hringlaga, ferninga eða rétthyrnda lögun. Þessi beygja þvingar stálið framhjá teygjanlegu mörkum þess í plastaflögun.
• Há-örvunarsuðu (HFI):Lengdarbrúnirnar eru hitaðar með rafmagni og kreistar saman til að mynda samfelldan suðusaum.
• Stærð og mótun:Fyrir ferhyrndar og rétthyrndar hluta er soðnu rörinu rúllað frekar til að ná endanlegum skörpum hornum og flötum flötum.

Af hverju það skapar mikla afgangsstreitu:Kalt beygja veldur gríðarlegu plastálagi, sérstaklega á hornum SHS og RHS. Ytri trefjar stálsins eru teygðar (spennu) en innri trefjar þjappað saman. Vegna þess að þetta er gert kalt, geta stálkornin ekki endurskipulagt sig til að létta þetta álag. Að auki skapar hröð kæling suðusaumsins staðbundna varma rýrnun, sem bætir streitusniðið.

Verkfæri B: Heitt-Frágangur (lág-álagsleiðin)

Heitir-holir hlutar (framleiddir samkvæmt stöðlum eins og EN 10210) ganga í gegnum allt annað ferli.

• Upphafsköld-Mynd:Stálið er mótað í bráðabirgðalögun við stofuhita.
• Endurhitun:Allur holur hlutinn er hitaður í ofni í eðlilegt hitastig (venjulega um 850 gráður til 950 gráður), sem er yfir endurkristöllunarpunkti stálsins.
• Heitt-Stærð:Upphitaða rörið er látið fara í gegnum stærðarrúllur til að ná lokastærð sinni.
• Stýrð kæling:Sniðið kólnar hægt og jafnt undir berum himni.

Af hverju það lágmarkar eftirstandandi streitu:Með því að hita stálið upp fyrir endurkristöllunarhitastig þess, „slaka“ brengluðu kristalkornin á og umbreytast

inn í streitu-lausa, einsleita örbyggingu. Hin hæga, jöfnu kæling sem kemur í kjölfarið tryggir að varma rýrnun eigi sér stað jafnt yfir allan þversniðið, nánast útilokar skaðleg afgangsspennu.

kalt-framleiðsluferli

heitt lokið framleiðsluferli

Óviðráðanleg afgangsstreita er ekki bara fræðileg áhyggjuefni. Það rýrir beint vélrænni frammistöðu burðarvirkja á nokkra mikilvæga vegu:

1. Minni dálkabeygjuþol

Þegar burðarsúla verður fyrir þrýstiásálagi takmarkast afkastageta hennar með beygju. Ef súla er þegar með innri þrýstiálag, bætast þessir innri kraftar beint við ytra þrýstiálag.

Þar af leiðandi munu hlutar þversniðsins-sleppa of snemma, langt undir fræðilegri hönnunarstyrk. Þetta leiðir til skyndilegs, hörmulegra taps á stirðleika og snemmbúinn -bug.

2. Óstöðugleiki á stærð við skurð og suðu

Hefur þú einhvern tíma horft á framleiðanda skera stálrör, aðeins til að skurðarendarnir springi samstundis út eða vindi? Það er afgangsstreita sem losar sig.

Mikil afgangsspenna gerir stálið óstöðugt við framleiðslu.

Þegar þú klippir, borar eða soðir mikið-álags kalt-snið raskast innra jafnvægi, sem veldur því að stálið snúist, beygist eða bognar, sem eyðileggur þétt víddarvikmörk.

3. Þreytabilun og ör-sprunga

Við hringlaga hleðslu (td brýr, mannvirki á hafi úti, kraftmiklar vélar) virka leifar togspennu sem hvatar fyrir þreytu. Togspenna togar sameindabyggingu stálsins í sundur. Ef það er þegar mikil togspenna nálægt suðusaumnum eða hornum, geta smásjársprungur komið af stað og breiðst út hratt, sem leiðir til skyndilegrar þreytubilunar.

Sem innkaupasérfræðingur, byggingarverkfræðingur eða verkefnastjóri ertu ekki bara að kaupa stál í tonnum mæli-þú ert að kaupa burðarvirki, áreiðanleika og auðvelda framleiðslu.

Til að tryggja að þú fáir besta verðmæti og frammistöðu skaltu nota þessa faglegu kaupleiðbeiningar.

Skref 1: Þekkja streituprófíl forritsins þíns

Ekki krefjast öll verkefni hágæða, streitu-frítt heitt-stál. Að passa umsókn þína við rétta vöru sparar gríðarlegt kostnaðarhámark en tryggir öryggi.

• Veldu kalt-myndað (EN 10219 / ASTM A500) ef:

Þú ert að byggja lág-verslunarmannvirki, aukagrind, handrið eða einfaldan landbúnaðarbúnað.

Byggingarhlutirnir verða fyrst og fremst fyrir kyrrstöðu, spennu eða léttum beygjuálagi frekar en mikilli þjöppun eða kraftmikilli þreytu.

Hagræðing fjárhagsáætlunar er aðal drifkrafturinn og þú hefur tekið tillit til neðri sveifluferilanna við hönnun.

• Krafa heitt-lokið (EN 10210) ef:

Þú ert að reisa háhýsi,-langþekjuhlífar, þungar iðjuver eða mannvirki á sjó.

Félagarnir munu virka sem þungt hlaðnar súlur eða þjöppunarstífur þar sem beyging er aðal bilunarhamurinn.

Byggingin er háð kraftmiklu, jarðskjálfta-, hringrásar- eða lágum-hitaumhverfi (þar sem hörkuþol og þreytuþol eru mikilvæg).

Mikil-nákvæmni tilbúningur, flókin suðu eða mikil vinnsla er nauðsynleg eftir-afhendingu.

Skref 2: Leitaðu að réttum stöðlum og vottun

Ekki treysta á munnlegar tryggingar. Þegar þú sendir út beiðnir um tilboð (Requests for Quote), tilgreindu nákvæma framleiðslustaðla og krefðust Mill Test Certificates (MTCs).

• Fyrir evrópsk verkefni:TilgreinduEN 10210-1 og 2fyrir heitt-lokið, ogEN 10219-1 & 2fyrir kulda-myndað.
• Fyrir verkefni í Bandaríkjunum/Norður-Ameríku:Leitaðu aðASTM A1085(sem hefur strangari þol og stjórnaðri streituhegðun en staðallinnASTM A500).
• Staðfestu hitameðferð:Gakktu úr skugga um að MTC segir "Venjulegt" eða "Heitt klárað" frekar en bara "Stress Reliefed" (sem er hitameðferð að hluta sem endurheimtir ekki örbygginguna að fullu).

Skref 3: Metið rúmfræði hornsins (kalda-myndaða hættusvæðið)

Ef kostnaðarhámarkið þitt segir til um kalt-myndað SHS eða RHS skaltu fylgjast mjög vel með hornradíusnum.

• Skörp horn (lítill ytri radíus r) gefa til kynna mikla kulda-vinnu, sem eykur álagsleifar og eykur hættuna á sprungum í hornum.
• Spyrðu birgjann þinn um nákvæman hornradíus. Hágæða framleiðendur framleiða kalda-myndaða hluta með rausnarlegum hornradíusum (samræmast nákvæmlega r Minna en eða jafnt og 3t eftir þykkt) til að dreifa afgangsspennu jafnari.

kalt beygja ferningur holur hlutar streitu

boginn ferhyrndur stálrör leifarspenna

holur hluti staðbundinn buckling vegg hrun

Skref 4: Veldu trausta, staðfesta framleiðendur

Lág-kostnaður birgjar skera oft úr um kælitíma, rúlluuppsetningu eða suðubreytur, sem leiðir til holra hluta með óreglulegu, mjög ófyrirsjáanlegu afgangsspennumynstri. Samstarf við framleiðendur sem nota:

• Varmavélræn eftirlitsferli á netinu (TMCP)til að stjórna hitastigum.
• Háþróuð hringstraums--straums- og úthljóðsprófuntil að sannreyna heilleika suðu.
• Núverandi---stærðarmyllursem lágmarka staðbundna yfir-aflögun.

Í innkaupum á burðarstáli getur ódýrasti kosturinn auðveldlega orðið dýrustu mistökin. Kalt-myndaður holur hluti með mikilli, óstjórnlegri afgangsspennu gæti sparað þér nokkra dollara á tonn í dag, en það getur kostað þig þúsundir á morgun í skekktum tilbúnum, höfnuðum uppsetningum á vefsvæði eða það sem verra er -hörmulegri bilun í byggingu.

Með því að skiljaHolur hluta afgangsstreitu, þú getur hannað af nákvæmni, keypt af öryggi og byggt mannvirki sem standast tímans tönn.

Ertu að skipuleggja næsta-afkastamikla byggingarverkefni þitt?Láttu ekki skipulagsheilleika þína eftir tilviljun. Hafðu samband við verkfræði- og söluteymi okkar í dag til að fá tilboð í vottaða, mikla-endingu, lítið-álagEN 10210 Heitir-Holir hlutarog yfirverðASTM A1085snið. Leyfðu okkur að hjálpa þér að byggja upp öruggari, sterkari og skilvirkari.

Hafðu samband