Особенности технологии изготовления тонкостенной балки коробчатой формы с наклонными гофрами на боковых стенках

Abstract

Отмечается интенсивное развитие производства тонкостенных гнутых профилей из рулонного проката с современными покрытиями. Наибольшие объёмы металлопродукции использует стройиндустрия (балки, стойки, раскосы и пр.). В связи со склонностью тонкого металла к дефектообразованию рассмотрены способы упрочнения как заготовки, так и непосредственно формуемого в валках профиля. Выяснены причины и природа образования различных изломов, в том числе периодически повторяющихся. Изломы на подгибаемых полках профиля имеют вид изогнутых несимметричных гофров. Открытой частью они расположены на кромке полки, а сходящейся – соединены с местом изгиба полки со стенкой. Изломы на боковых стенках, ограниченные местами её изгиба с полкой и нижней стенкой, образуют относительно прямые глухие гофры, расположенные под углом примерно 45°. Расстояния между гофрами (шаг) одинаковые и равны высоте профиля. Таким образом, изломы на полке и изломы на стенке возникают в результате локальной потери устойчивости металла. Причиной этому является ужесточение режима формовки. Изломы на полке искажают форму и размеры не только её самой, но и профиля в целом (продольный и поперечный изгибы), являясь дефектными признаками. Изломы же в виде прямых гофров, расположенных на линиях наибольших касательных напряжений стенок профиля и являющихся, по сути, упрочняющими элементами, называть дефектами не корректно. Особенности технологии изготовления балки коробчатой заключаются в следующем. Само наличие наклонных гофров на профиле можно считать особенностью, поскольку до сего времени не встречались на практике профили, производимые формовкой в валках с такими гофрами. Впервые предложено полученные путем потери локальной устойчивости стенки наклонные гофры рассматривать как упрочняющие профиль элементы.

There has been the intensive development of the production of thin-walled cold roll profiles from rolled steel with modern coatings. The largest volumes of metal products are used by the building industry (beams, struts, braces, etc.). Due to the tendency of thin metal to defect formation the methods of hardening both the workpiece and directly the profile formed in the rolls are considered. The reasons and essence of the formation of various fractures, including those periodically repeated, have been found out. The kinks on the bendable boards of the profile have the appearance of curved asymmetrical corrugations. The open part of they is located on the edge of the board and converging ones connected with the place of bend of the board with the wall. The kinks on the side walls, limited by the places of its bend with the board and the bottom wall, form relatively straight blind corrugations located at an angle of about 45°. The distances between the corrugations (step) are the same ones and equal to the height of the profile. Thus, the kinks on the board and the kinks on the wall are originated due to the local loss of stability of the metal. The reason for this is the tightening of the forming mode. The kinks on the board distort the shape and size not only of board itself, but also of the profile as whole (lengthwise and cross bends), being the defective signs. The kinks in the form of straight corrugations located on the lines of the greatest tangential stresses of the profile walls and which, in essence, reinforcing elements, are not correctly called as defects. The features of the manufacturing technology of the box-shaped beam are as follows. The presence of tilted corrugations on the profile itself can be considered as feature, because until now the profiles produced by cold roll forming with such corrugations have not been found in practice. For the first time it is proposed to consider tilted corrugations obtained by loss of local stability of a wall as elements reinforcing the profile.