【文章內(nèi)容簡介】 會產(chǎn)生很大的負面影響。管壁厚度變薄，必然降低管件承受內(nèi)壓的能力，影響其使用性能 。彎曲管材斷面形狀的畸變，一方面可能引起橫斷面積減小，從而增大流體流動的阻力， 第四節(jié)、 彎管質(zhì)量分析 一、彎管常見的缺陷及其解決措施 ? 另一方面也影響管件在結(jié)構(gòu)中的功能效果 。管材內(nèi)壁起皺不但會削弱管子強度，而且容易造成流動介質(zhì)速度不均，產(chǎn)生渦流和彎曲部位積聚污垢，影響彎制管件的正常使用 ?；貜棳F(xiàn)象必然使管材的彎曲角度大于預(yù)定角度，從而降低彎曲工藝精度。因此，應(yīng)在彎制之前采取對應(yīng)措施防止上述缺陷的產(chǎn)生，以獲得理想的管件，保證產(chǎn)品的各項性能指標和外觀質(zhì)量。在通常情況下，對于前面提到的幾種常見缺陷，可以有針對性地采取下列措施 : ? (1) 對于圓弧外側(cè)變扁嚴重的管件，在進行無芯彎管時可將壓緊模設(shè)計成有反變形槽的結(jié)構(gòu)形式 :在進行有芯彎管時，應(yīng)選擇合適的芯棒 (必要時可采用由多節(jié)段芯棒組裝而成的柔性芯棒 )，正確安裝之，并在安裝模具時保證各部件的管槽軸線在同一水平面上。 ? (2) 小半徑彎管時圓弧外側(cè)減薄是彎曲的工藝特點決定的，是不可避免的。為了避免減薄量過大，常用的有效方法是使用側(cè)面帶有助推裝置或尾部帶有頂推裝置的彎管機，通過助推或頂推來抵消管子彎制時的部分阻力，改善管子橫剖面上的應(yīng)力分布狀態(tài)，使中性層外移，從而達到減少管子外側(cè)管壁減薄量的目的。 ? (3) 對于管子圓弧外側(cè)彎裂的情況，首先應(yīng)保證管材具有良好的熱處理狀態(tài)，然后檢查壓緊模的壓力是否過大，并調(diào)整使其壓力適當，最后應(yīng)保證芯棒與管壁之間有良好的潤滑，以減少彎管阻力及管子內(nèi)壁與芯棒的摩擦力。 ? (4) 對于圓弧內(nèi)側(cè)起皺，應(yīng)根據(jù)起皺位置采取對應(yīng)措施。若是前切點起皺，應(yīng)向前調(diào)整芯棒位置，以達到彎管時對管子的合理支撐 :若是后切點起皺，應(yīng)加裝防皺塊，使防皺塊安裝位置正確，并將壓模力調(diào)整至適當 。若圓弧內(nèi)側(cè)全是皺紋，則說明所使用的芯棒直徑過小，使得芯棒與管壁之間的間隙過大，或者就是壓模力過小，不能使管子在彎曲過程中很好地與彎管模及防皺塊貼合。因此，應(yīng)更換芯棒，并調(diào)整壓緊模使壓模力適當。 ? (5) 對于彎曲回彈現(xiàn)象，主要采用補償法和校正法來加以控制。補償法是通過綜合分析彎曲回彈的影響因素，根據(jù)彎曲時的各種條件和回彈趨勢，預(yù)先估算回彈量的大小，在設(shè)計制造模具時，修正凸、凹模工作部分尺寸和幾何形狀，實現(xiàn)“過正”彎曲。校正法是在模具結(jié)構(gòu)上采取措施，使校正力集中在彎角處，改變應(yīng)力狀態(tài)，力圖消除彈性變形，克服回彈。如拉彎工藝，在彎曲的同時施加拉力，使整個斷面都處于拉應(yīng)力的作用下，卸載時彈性回復(fù)與變形方向一致，可明顯減小回彈量。 二、管子彎曲產(chǎn)生的橢圓度分析 ? 管了在彎曲中，會由圓管變?yōu)闄E圓，現(xiàn)對橢圓進行分析與估算。 管子彎曲時處于純彎曲狀態(tài)如下圖所示，純彎曲不產(chǎn)生剪應(yīng)力，各個剖面的彎矩是個常數(shù)。 圖 41 管子純彎曲 0?0??1?? 兩個剖面 ab和 cd在彎曲前后都是平剖面。由于彎M,矩，使管子彎到半徑 兩個原來平行的剖面ab和 cd，轉(zhuǎn)動了一個角度 。在上部產(chǎn)生了拉應(yīng)力 ，在下部產(chǎn)生了壓應(yīng)力 ，其作用方向都垂直于平剖面。 ?1?一般說，應(yīng)力沿厚度方向是變化的，我們按薄殼理論，將沿厚度方向的均變應(yīng)力 ，用集中在中層的合力 和彎矩 來代替， 都指單位中層長度而言，其值為： 1N 1M 11 MN 和1? dzzMdzNtttt ?????? ??22112211 。 ??? 式 114 ? 圖 42 管子上部受拉力單元的作用力與彎矩 在上圖中，是 的作用情況。管在變形中，各個單元都在內(nèi)力作下保持平衡。 11 MN 和圖 43作用在上部單元的力系 在上圖 43中，是除了合力 N1彎矩 M1 外。為了在 Z向保持平衡，在另一個側(cè)面還應(yīng)有作用力 N2， 兩者在 Z向的投影之和等于零。另一側(cè)面也是應(yīng)力分布也是均勻，還有一個彎矩 M2。 ? 這樣圖 43中，其作用力系統(tǒng)是： N1是均布的拉力，在同一剖面上還有彎矩 M1 ，后者的作用是增加縱向纖維的曲率。為了保持平衡，在另一個側(cè)，還應(yīng)有作用力 N2，是壓應(yīng)力 的合力。因管子屬薄殼一類，各層纖維的徑向應(yīng)力可以小到可不計， 應(yīng)力 沿厚度方向隨 變化，即外層 最大。 M1的作用是減小其作面內(nèi)的曲率。 2?1? 2? ，即 03 ??2?? 圖 44 作在下部單元的力系 ?1?? 圖 44中，作在下部單元的力系 ? 均變壓應(yīng)力為 ， 合力為 N2′ ，彎矩 M1′ ，后者的作用是增加縱向纖維的曲率。平衡力 N1′在 Z向的分力 ，單元側(cè)面作用有合力N2′。仍假設(shè)各層之間不存在壓力， 由于 是均變的，為代替 ，除合力 N2′外 ，還應(yīng)有彎矩 M2′，其作用是減小橫向纖維的曲率。 ?1??? .03 ???故圖 44中，作在下部單元的力系 ? 彎矩 是使管子在彎曲中變成橢圓形的原因所在，因其有減小剖面曲率的作用，使原來的圓管變成扁管。 ?22 MM 和設(shè)管子的橢圓度如下圖所示， 圖 45 管子橢圓度 ? 管子中層變形后的徑向偏移，原來到中層距離為 y的纖維 cd，變到距離為 y′的 ef。這樣橢圓半徑為： wrr ??1?2??sin)( wry ??? ????sin)(1wry ????00 2 ?? ?時，當 z再假設(shè)垂直于中層任意直線，變形后仍垂直于中層，如圖所示?，F(xiàn)求變扁后到中層距離為 Z的纖維應(yīng)變值 為： ? 圖 46 管截面的平剖面變形 RZRRz ）（R ?????????2222? 產(chǎn)生應(yīng)變后的橢圓 C的值用下式計算 rrtDCS42231?????? 下圖是 LF2M鋁合金管，在彎曲中變扁的最小直徑 dmin與彎曲半徑 的關(guān)系。注意式中 在這里指屈服點，其值一般約為等于極 ? 限強度 。 s? ?b?? 圖 47 確定 LF2M鋁合金管彎曲橢圓度的曲線 二、管子最小彎曲圓角半徑 ? 管子彎曲時的最小圓角半徑，見下表 第五節(jié)、管子最小彎曲圓角半徑 二、最小彎曲半徑 由于管材性質(zhì)和管子直徑、壁厚等條件限制，必須在一定的彎曲范圍內(nèi)進行彎曲加工。否則會造成管子的破