冷作彎管後其應力集中分佈在管線何處?(實作5″_ss304/10s pipe彎曲測試分析)

冷作彎管的應力集中主要發生在彎管的外側(拉伸區)和內側(壓縮區)

具體來說,應力分佈如下:

  • 彎管外側(拉伸區):在彎曲過程中,管壁外側被拉伸,產生拉伸應力。這部分的管壁會變薄,由於材料的應變硬化(work hardening),強度會增加,但同時也存在斷裂的風險。
  • 彎管內側(壓縮區):管壁內側受到壓縮,產生壓縮應力。這部分的管壁會變厚,但也可能因應力過大而產生皺褶(buckling)。
  • 中性軸(Neutral Axis):在彎曲的過程中,管壁上有一條既不受拉伸也不受壓縮的區域,稱為中性軸。這部分的應力相對較小。

應力集中的程度取決於多種因素,例如:

  • 彎曲半徑(Bending Radius):彎曲半徑越小,應力集中越嚴重。
  • 管壁厚度(Wall Thickness):管壁越薄,越容易產生變形和應力集中。
  • 材料特性:材料的塑性、強度和應變硬化能力都會影響應力分佈。

總結

在冷作彎管的過程中,應力集中最顯著的地方是彎管的拉伸區和壓縮區,特別是在彎曲的起點和終點附近

 

照片說明:5″_ss304/10s冷作彎管彎曲,針對測點以TAF認證UT檢測儀來測量其厚度變化計算。

T0:原始材料管厚(3.53t)(表定規格3.4t)

T1:彎管外側(拉伸區)的起點(3.19t)/(3.53t)=90.37%(減薄)

T2:彎管外側(拉伸區)的中點(3.23t)/(3.53t)=91.50%(減薄)

T3:彎管外側(拉伸區)的終點(3.05t)/(3.53t)=86.40%(減薄)

T4:彎管內側(壓縮區)的中點(4.35t)/(3.53t)=123.23%(增厚)

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