Способ моделирования на прессе процесса продольной горячей раскатки шва сварного соединения трубы Советский патент 1993 года по МПК B21H8/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к моделированию процесса раскатки шва сварного . соединения трубы.

Известен способ моделирования на .прессе процесса продольной горячей раскатки шва сварного соединения трубы, включающий деформирование изготовленного из моделирующего материала образца околошовной зоны сварного соединения прямоугольной формы с утолщениями, имитирующими валки усилия шва, по валику усилия шва до уровня толщины основного материала в замкнутом моделирующим калибре, .образованном матрицей и пуансоном, выполненными по профилю прокатных

валков, и ограничителями перемещения деформируемого материала в поперечных от плоскости сварного шва направлениях, и анализ напряженно-деформированного состояния образца после деформирования.

Однако в известном способе ушире- ние образца в процессе деформирования запрещается ограничителями перемещения металла в поперечном относительно шва направлении, что не отвечает условиям реального процесса.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования моделирующего образца околошовной зоны трубы.

О

.N

ел о

00

Это достигается тем, что в способе моделирования на прессе процесса продольной горячей раскатки шва сварного соединения трубы, включающем деформирование изготовленного из моделирующего материла образца оклощовной зоны сварного соединения прямоугольной формы с утолщениями, имитирующими валики усиления шва, по валику усиления шва до уровня толщины основного материала в замкнутом моделирующем калибре,образованном матрицей и пуансоном, выполненными по профилю прокатывания валков, и ограничителями перемещения деформируемого материала в поперечных от плоскости сварного шва направлениях, и анализ напряженно-деформированного состояния образца после деформирования, при деформировании ограничители лимитирование перемещают в направлении перемещения деформируемого материла с приложением к деформируемому материалу расчетных усилий сжатия в направлениях, противоположных направлениям его перемещения, через посредство ограничителей.

На фиг.1 изображено начало деформирования моделирующего образца; на фиг.2 его окончание.

Из моделирующего материала (свинца) изготавливают образец 1 околошовной зоны сварного соединения прямоугольной формы с утолщениями 2, имитирующими валики усиления шва. Образец 1 осаживают между пуансоном 3 и матрицей 4, имеющими профиль прокатных валков, в зоне утолщений 2. Деформирование утолщений 2 осуществляют до уровня толщины основного материала. При этом ограничители 5 под воздействием расширяющегося при осадке материала перемещаются в поперечных от плоскости сварного шва направления, но это перемещение лимитировано путем приложения к деформируемому материалу расчетных усилий сжатия Р в направлениях, противоположных направлениям его перемещения, через посредство ограничителей 5. Расчетные усилия сжатия Р имити- руют сопротивление холодной части трубы, которая должна находиться за пределами образца, и могут быть определены по форме

10

Р«

А Е b h2

R3

где А- величина расхождения торцов разрезанного кольца трубы от раскатки шва сварного соединения;

Е - модуль упругости материала;

р-длина кольца;

h - толщина стенки кольца;

R - радиус кольца по нейтральному се- чению.

Пример. Изготовили свинцовые образцы толщиной 14 мм, шириной 100 мм и длиной 170 с усилиями, имитирующими сварной шов, шириной 30 мм и высотой 3 мм. На поверхность образца нанесли координатную сетку с шагом 2,7 мм. Образцы осаживали на прессе усилием 40 тс. Для моделируемой трубы с модулем упругости свинца Е 8200 107н/м2, длина Ь 12000 мм, радиус R 503 мм величина уширения металла Д 5 мм. Усилие сжатия ограничителей составляет

Р

5 -8200 107 10 6 12000 103

36 -3,14 -5033 938 Н( «0,1 тс)

Усилие деформирования на прессе составили 10 тс. Величина лимитированного

перемещения ограничителей составила 2

мм, при этом видимых утолщений стенки

после деформирования не обнаружено.

Использование: для исследования моделирующего образца шва сварного соединения трубы при его горячей раскатке. Сущность изобретения: изготавливают образец околошовной зоны сварочного соединения с утолщениями, имитирующими валики усиления шва. Образец деформируют на прессе по валику усиления шва до толщины основного материала. Деформация осуществляют в калибре, образованном матрицей, пуансоном и ограничителями перемещения материала в поперечных от шва направлениях. При деформации ограничители перемещают в направлении перемещения деформируемого материала. К материалу прикладывают расчетные усилия сжатия через посредство ограничителей. 2 ил. (Л С

Формула изобретения Способ моделирования на прессе процесса продольной горячей раскатки шва сварного соединения трубы, включающий -деформирование изготовленного из моделирующего материала образца околошовной зоны сварного соединения прямоугольной формы с утолщениями, имитирующими валики усиления шва, по валику усиления шва до уровня толщины основного материала в замкнутом моделирующем калибре, образованном матрицей и пуансоном, выполненными по профилю прокатных валков, и ограничителями перемещения деформируемого материала в поперечных от плоскости сварного шва направлениях, и анализ напряженно-деформируемого состояния образца после деформирования, отл и ч а ю щ ийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования моделирующего образца околошовной зоны трубы, при деформировании ограничители лимитированно перемещают в направлении перемещения деформируемого материала с приложением к деформируемому материалу

расчетных усилий сжатия в направлениях, противоположных направлениям его перемещения, с помощью ограничителей.