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正文:
弯管横截面内、外形畸变对工程弯曲成形极限的制约
弯管横截面扁化畸变既取决于弯曲过程中外凸侧管壁的内,还与管壁厚
的变化方向有关,’应包括横截面内、外轮廓两种扁化畸变,它们分别对
弯管的使用性能产生不同的影响,同时也从不同角度制约管材弯曲的工程
成形极限。
1.管材弯酋中的壁厚变化
管材弯曲成形是由内凹侧和外凸侧管壁切向缩短、伸长及其位移来实
现的,因此,弯曲过程中必然产生管壁厚度变化。假设过弯曲中心的管横
截面始终保持为平剖面(已由管坯表面刻线的弯曲试验
测量结果基本证明)
:卸载前、后应变中性层通过断面重心;认为弯管的切向、厚向以及横截
面圆周方向均为应力应变主方向。如果弯曲中管材体积不变,不难给出弯
曲内凹侧内表面和外凸侧外表面的
管材在弯矩作用下弯曲过程中,弯曲外凸俱I』切向拉应力和内凹侧压应力
的合力达到某一临界值时,材料的变形失稳将引发管壁塌陷。试验中的这
种塌陷通常发生在弯曲内凹侧,有些类似于弯曲机构破损,即在垂直于弯
管轴向产生一条长度大于管径的压溃线,继续加载将使管坯沿压溃方向拱
起,形成接近于过大极限弯矩导致的破损形式。但绝大多数情况下,在管
壁材料破损失稳之前,甚至在弹性变形阶段,由于管壁支撑能力不足就已
经发生了刚性位移,逐步形成工程上所谓横截面扁化畸变现象。这种扁化
畸变不仅削弱弯管的使用强度,降低管道承载能力,而且还会破坏管内通
流介质的正常流动。
2.壁厚变薄引起的弯管横截面外轮廓畸变
事实上,由于弯曲外凸侧切向拉应变使得管壁减薄本身,就已经造成
了弯管横截面的非圆形状畸变。过去对于因管壁减薄导致的横截面外轮廓
畸变没有引起充分注意,而认为管形畸变的产生原因完全是因管壁材料变
形失稳和位移所至。其实,对于相同规格的管材,弯曲半径越小,外凸侧
管壁减薄导致弯管横截面的失圆变形越明显,并且这种非对称性的形状变
化超过一定界限后即会影响弯管的正常使用。如果垂直于弯曲平面的管径
增大是由失稳变形开始的,那么弯曲平面内的管外径减d,N是伴随外凸侧管
壁减薄始终存在的
出自http://www.bjsgyq.com/
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