5 начини да се утврдат преостанатите напони на обука за истиснување на екструдирани цевки

Поради слабата топлинска спроводливост на термопластиката, во theидовите на производот се формираат внатрешни напрегања (затегнувачки и компресивни внатрешни напрегања) за време на процесите на ладење по истиснување. Внатрешните стресови честопати резултираат во деформации и искривување на производите, што го прави видливо присуството на внатрешни стресови. Во случај на пластични цевки, се создаваат аксијални и тангенцијални внатрешни напони. Следните размислувања се однесуваат само на тангенцијалните внатрешни напрегања во пластичните цевки.

Формирање на преостанати напони

Термопластичните пластики, особено полукристалните, претрпуваат големи промени во волуменот во регионот од 20% кога се ладат од топењето. Пластичните цевки главно се ладат однадвор. Надворешната кожа на пластичната цевка е веќе замрзната во калибрацијата и затоа повеќе не може да извршува бесплатни деформации. Остатокот од цевката е сè уште на скоро температура на топење, како што покажува примерот на следната слика.

Ова значи дека волуменот на жешкиот материјал во внатрешноста на wallидот на цевката сепак ќе се намали значително додека надворешната кожа е веќе замрзната и затоа е цврста. Склоноста на жешкиот материјал да се намали е попречена од крутата надворешна кожа, што резултира со внатрешни затегнувачки напрегања во wallидот на цевката. Рамнотежата на силите се одржува со истовремено натрупување на внатрешните напрегања на компресија во надворешниот слој. Внатрешните стресови првично не се манифестираат очигледно преку поголеми деформации. Само кога цевката е пресечена во аксијална насока и се отстранува лента од wallидот на цевката, може да се забележи цевка „прицврстена“ во цевки што првенствено се ладат однадвор:

Степенот на деформација често, но не секогаш, дава впечаток за нивото на преостанатите напони. Информациите за распределбата на преостанатиот напон не можат да се добијат само од деформацијата. На пример, за ова може да се користат специјални тест постапки или методи на симулација, како што е прикажано на следната слика:

Мерење на преостанатите напони во пластичните цевки

Таканаречениот метод Јансон често се користи за мерење на тангенцијалните резидуални напони во пластичните цевки. Тој е релативно распространет, но постојат и други методи. Следната табела ги наведува најважните процеси опишани во литературата:

Јансон:

Во постапката за тестирање на Јансон, определувањето на преостанатите напони се заснова на деформација на примерок од цевка предизвикана од бесплатно сечење (отсекување лента во аксијален правец). Промената на деформацијата се мери со помош на две ознаки на дел од цевка со одредена должина. Максималниот внатрешен напон во wallидот на цевката се пресметува од деформацијата користејќи врски засновани на формула.

Мала услуга:

Методот на мерење според Клеиндинст, исто така, ја користи деформацијата на примерокот предизвикан од остаток на стресот по сечењето. Во овој процес, од тест примерокот се сече надолжен сегмент, што го нарушува балансот на внатрешните напрегања во цевката. Постои реакција на деформација на телото на прстенот, така што растојанието помеѓу двата рабови на сечење се менува. Со помош на машина за тестирање на истегнување, примерокот се деформира назад и се одредува силата потребна за да се постигне почетната состојба. Тангенцијалните преостанати напони се пресметуваат под претпоставка на линеарна распределба на напрегањето над дебелината на wallидот на цевката.

Метод на режење:

Со помош на методот на сечење, максималните преостанати напони може да се одредат во аксијална и тангенцијална насока. За да се утврдат тангенцијалните внатрешни напрегања, цевката се отвара во надолжната насока и се забележува деформација (промена на дијаметарот) на примерокот на цевката. Надворешниот дијаметар се мери по одреден временски период. Максималните тангенцијални преостанати напони се пресметуваат со употреба на формула. Методот е сличен на методот Јансон.

Отстранување на слојот:

Отстранувањето на слојот и последователниот метод на сечење (LRSS) е еден од процесите што често се користат за пластични цевки. Со овој метод, тангенцијалните резидуални напони се мерат со деформациски појави. Со методот LRSS, материјалните слоеви со различна дебелина се отстрануваат од дефиниран број примероци. Примероците потоа се отвараат во аксијална насока. Деформацијата предизвикана од отсечениот сегмент се бележи со мерење. Дебелината на wallидот може да се промени или со исклучување на надворешната површина или со вртење на внатрешната површина на цевката.

Метод на дупнатина:

Методот на дупнатина е широко користен метод за релаксација за одредување на преостанати напони. Употребата е сигурна за широк спектар на примероци и брзо доведува до резултати. Понатаму, методот предизвикува само маргинално оштетување на примерокот. Редоследот на процесот и постапката на мерење се стандардизирани според ASTM E837, меѓу другите. Со методот на дупнатина, може да се измерат и аксијалните и тангенцијалните резидуални напони. Внатрешните напрегања се одредуваат со дупчење дупка (мал дијаметар) во површината на цевката и добиените промени во напрегањето. Промените во оптоварувањето на околната површина се мерат со помош на розети со затегнатост. Во последниве години, сепак, оптичките техники исто така се повеќе се користат за снимање на експанзионите појави. Со дупчење дупка со поединечно зголемување на длабочината, распределбата на напонот може да се снима до длабочина по редоследот на големината на дијаметарот на дупката. Преостанатите напони се пресметуваат од напрегањето на површината, што се зголемува со длабочината на дупката.

Евалуација на методот на мерење на Јансон

Изјава за дистрибуција на стрес

Мора да се направи разлика дали се мери реална распределба на преостанатиот напон или се претпоставува линеарна распределба на преостанатиот напон. Методот Јансон претпоставува линеарна дистрибуција на остаток на стрес. Ова значи дека има внатрешни компресивни напрегања на надворешната површина, кои се намалуваат линеарно во рамките на wallидот на цевката и потоа се менуваат во внатрешни затегнувачки напони до внатрешниот wallид на цевката:

Останува да се разбере дека овој линеарен профил на преостанат стрес претставува поедноставена претпоставка. Во реалноста, се развиваат профили на преостанат стрес кои покажуваат нелинеарен тек, како што е прикажано, на пример, на следната илустрација од симулација:

Пресметката на апсолутните вредности за максималните преостанати напони што се јавуваат со методот Јансон е многу склона кон грешки.

Напор и примена

Имплементацијата на тестот Јансон е опишана од корисниците како комплицирана и не многу репродуктивна. Токму затоа што преостанатите напони често се користат како критериум за квалитет, ова е често проблематично.

Внатрешните стресови се ослободуваат веднаш штом се направи сечење на пилата за да се отстрани аксијалната лента. Во зависност од тоа како се изведува сечењето на пилата, овој ефект може да биде повеќе или помалку изразен, што на тој начин доведува до неправилни резултати од мерењето.

Ако отстранетата лента не е доволно широка, двата потпорни рабови се движат едни кон други и може да се сретнат. Ова ја прекинува деформацијата и го фалсификува резултатот од мерењето. Во случај на цевки со тенки ledидови, можно е да се водат двата потпорни рабови едни покрај други. После тоа, сепак, двете површини на цевките се тријат едни со други, што исто така доведува до фалсификуван резултат на мерење. Алтернативата за отсекување на поширока аксијална лента не се препорачува затоа што го отежнува мерењето на растојанието помеѓу ознаките што се движат една кон друга, што исто така доведува до грешки во мерењето.

Деформациите се јавуваат при извршување на сечењето на пилата. Сепак, овие се недефинирани и затоа не можат да бидат вклучени во временскиот тек на тестот Јансон. Ова исто така ја комплицира репродуктивноста на резултатите од мерењето и доведува до грешки.

Резиме

Тестот Јансон е широко користен во пракса, но има различни проблеми:

Претпоставка за линеарна внатрешна крива на стрес во рамките на wallидот на цевката
Не е можно изјава за распределбата на стресот
Тешко ракување со методот на тестирање, што резултира со слаба репродуктивност

Во моментов се прават разни напори за развој на оптимизирани методи за тестирање

Доколку сакате да бидете информирани за понатамошните написи за истиснување на проблеми, регистрирајте се тука за нашиот бесплатен билтен. Во исто време, добивате пристап до нашата област за бесплатно преземање.