鋼材力學(xué)性能是-厚壁無縫鋼管終使用性能機(jī)械性能的重要指標(biāo) ,它取決于厚壁無縫鋼管的化學(xué)成分和熱處理制度,。在厚壁無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,,根據(jù)不同的使用要求,規(guī)定了拉伸性能抗拉強(qiáng)度,、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn),、伸長率以及硬度、韌性指標(biāo),還有用戶要求的高,、低溫性能等,。
抗拉強(qiáng)度σb
試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力fb,,除以試樣原橫截面積so所得的應(yīng)力σ,,稱為抗拉強(qiáng)度σb,單位為n/mm2mpa,。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力,。
屈服點(diǎn)σs
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加保持恒定仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力,,稱屈服點(diǎn),。若力發(fā)生下降時,則應(yīng)區(qū)分上,、下屈服點(diǎn),。屈服點(diǎn)的單位為n/mm2mpa。
上屈服點(diǎn)σsu:試樣發(fā)生屈服而力下降前的應(yīng)力,; 下屈服點(diǎn)σsl:當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時,,屈服階段中的應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計算公式為:
式中:fs--試樣拉伸過程中屈服力恒定,,n牛頓so--試樣原始橫截面積,,mm2。
斷后伸長率σ
在拉伸試驗中,,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比,,稱為伸長率。以σ表示,,單位為%,。計算公式為:
式中:l1--試樣拉斷后的標(biāo)距長度,mm,; l0--試樣原始標(biāo)距長度,,mm。
斷面收縮率ψ
在拉伸試驗中,,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,,稱為斷面收縮率。以ψ表示,,單位為%,。計算公式如下:
式中:s0--試樣原始橫截面積,mm2,; s1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,,mm2,。
厚壁無縫鋼管的軋制加工解析技術(shù)自20世紀(jì)80年代后期開始廣泛采用有限要素法fem,近伴隨著計算機(jī)輸出的發(fā)展,,解析技術(shù)已由二維向三維的變形解析發(fā)展,。由此提高了產(chǎn)品的尺寸精度和,以下介紹具有代表性的解析技術(shù),。
延伸軋制的解析技術(shù)
芯棒連軋管機(jī)采用芯棒和孔型輥進(jìn)行軋制,,因此與板軋制不同,在軋輥圓周方向上存在著軋輥和芯棒沒有接觸的自由變形區(qū),。由于該自由變形區(qū)是在下個機(jī)架上被軋制,,因此為正確理解芯棒連軋管機(jī)的綜合特征,對包括自由變形區(qū)在內(nèi)的變形進(jìn)行預(yù)測是很重要的,。
這種復(fù)雜的變形預(yù)測如果采用以往的高速緩存實現(xiàn)算法是無法獲得高的精度,,因此就需要-的解析�,?紤]到軋制方向剪切變形,,采用普通擴(kuò)張平面變形解析進(jìn)行近似三維解析。結(jié)果可知,,計算值和實驗值較一致,。
近,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,,加快了完全三維有限要素法解析技術(shù)的開發(fā),,它還能用于機(jī)架間張力影響的解析和軋輥與管坯的速度差的解析。
定徑軋制的解析技術(shù)
采用定徑軋制時由于內(nèi)面沒有工具,,因此在軋制厚壁管時軋材的內(nèi)面形狀不整齊,。采用三輥式軋機(jī)時,軋材的內(nèi)面形狀呈六角形,。通過采用三維有限要素法解析,,明確了這種內(nèi)面棱角現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理和應(yīng)采取的對策,。在采用接近正圓的橢圓率=0.986的孔型時能獲得基本均勻的壁厚,,但在采用接近正圓的橢圓率=0.960的孔型時則出現(xiàn)清晰的內(nèi)面六棱角。采用本解析能預(yù)測用張力減徑機(jī)軋制時壁厚的變化,,弄清了軋輥孔型特性和機(jī)架間的張力對內(nèi)面六棱角的影響,。
1:以知厚壁無縫鋼管外徑規(guī)格壁厚求能承受壓力計算方法:
壓力=壁厚*2*厚壁無縫鋼管材質(zhì)抗拉強(qiáng)度/外徑*系數(shù)
2:以知厚壁無縫鋼管外徑和承受壓力求壁厚計算方法:
壁厚=壓力*外徑*系數(shù)/2*厚壁無縫鋼管材質(zhì)抗拉強(qiáng)度
3:厚壁無縫鋼管承受壓力計算方法:
設(shè)材料的抗拉強(qiáng)度為σ,壓力為p,,管子外徑d,; 管子壁厚δ=p*d/2*σ/s 其中s 為安全系數(shù); 因為p小于7mpa,,s選s=8,; p小于17.5mpa,,厚壁無縫鋼管,s選s=6,; p大于17.5mpa,,s選s=4; 我們選安全系數(shù)為s=6; 選20鋼抗拉強(qiáng)度為410mpa,,故管子可承受的壓力p=2*σ/s*δ/d =(2*410/6*3)/(10+6) =26.25mpa>;設(shè)定17.5 故安全系數(shù)取s=4 故管子可承受的壓力p=2*σ/s*δ/d =(2*410/4*3)/(10+6) =39.375mpa,。
|