钢材力学性能是-厚壁无缝钢管终使用性能机械性能的重要指标 ,它取决于厚壁无缝钢管的化学成分和热处理制度。在厚壁无缝钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
抗拉强度σb
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的力fb,除以试样原横截面积so所得的应力σ,称为抗拉强度σb,单位为n/mm2mpa。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的能力。
屈服点σs
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加保持恒定仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为n/mm2mpa。
上屈服点σsu:试样发生屈服而力下降前的应力; 下屈服点σsl:当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的应力。
屈服点的计算公式为:
式中:fs--试样拉伸过程中屈服力恒定,n牛顿so--试样原始横截面积,mm2。
断后伸长率σ
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:
式中:l1--试样拉断后的标距长度,mm; l0--试样原始标距长度,mm。
断面收缩率ψ
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:s0--试样原始横截面积,mm2; s1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。
厚壁无缝钢管的轧制加工解析技术自20世纪80年代后期开始广泛采用有限要素法fem,近伴随着计算机输出的发展,解析技术已由二维向三维的变形解析发展。由此提高了产品的尺寸精度和,以下介绍具有代表性的解析技术。
延伸轧制的解析技术
芯棒连轧管机采用芯棒和孔型辊进行轧制,因此与板轧制不同,在轧辊圆周方向上存在着轧辊和芯棒没有接触的自由变形区。由于该自由变形区是在下个机架上被轧制,因此为正确理解芯棒连轧管机的综合特征,对包括自由变形区在内的变形进行预测是很重要的。
这种复杂的变形预测如果采用以往的高速缓存实现算法是无法获得高的精度,因此就需要-的解析。考虑到轧制方向剪切变形,采用普通扩张平面变形解析进行近似三维解析。结果可知,计算值和实验值较一致。
近,随着计算机技术的发展,加快了完全三维有限要素法解析技术的开发,它还能用于机架间张力影响的解析和轧辊与管坯的速度差的解析。
定径轧制的解析技术
采用定径轧制时由于内面没有工具,因此在轧制厚壁管时轧材的内面形状不整齐。采用三辊式轧机时,轧材的内面形状呈六角形。通过采用三维有限要素法解析,明确了这种内面棱角现象的发生机理和应采取的对策。在采用接近正圆的椭圆率=0.986的孔型时能获得基本均匀的壁厚,但在采用接近正圆的椭圆率=0.960的孔型时则出现清晰的内面六棱角。采用本解析能预测用张力减径机轧制时壁厚的变化,弄清了轧辊孔型特性和机架间的张力对内面六棱角的影响。
1:以知厚壁无缝钢管外径规格壁厚求能承受压力计算方法:
压力=壁厚*2*厚壁无缝钢管材质抗拉强度/外径*系数
2:以知厚壁无缝钢管外径和承受压力求壁厚计算方法:
壁厚=压力*外径*系数/2*厚壁无缝钢管材质抗拉强度
3:厚壁无缝钢管承受压力计算方法:
设材料的抗拉强度为σ,压力为p,管子外径d; 管子壁厚δ=p*d/2*σ/s 其中s 为安全系数; 因为p小于7mpa,s选s=8; p小于17.5mpa,厚壁无缝钢管,s选s=6; p大于17.5mpa,s选s=4; 我们选安全系数为s=6; 选20钢抗拉强度为410mpa,故管子可承受的压力p=2*σ/s*δ/d =(2*410/6*3)/(10+6) =26.25mpa>;设定17.5 故安全系数取s=4 故管子可承受的压力p=2*σ/s*δ/d =(2*410/4*3)/(10+6) =39.375mpa。
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