详细说明
关于冷拔管应力状态、变形过程、拔制力等的基本原理。
冷拔管时的受力状态 冷拔管的主要方式有无芯棒拔制、短芯棒拔制、长芯棒拉制和游动芯棒拔制等。在稳定拔制阶段,各种拔制方式作用在变形区上的外力及应力状态如图1所示。
图中F为拔管时的作用力,即施加于管子前端的拔制力;p和p2为在拔管模入口锥处作用在管子外表面上的单位压力及水平分量;p1为在定径带作用在管子外表面上的单位压力i声。p0为在减壁时作用在管子内表面的单位压力;τ和τ2为在拔管模入口锥处作用在管子外表面的单位摩擦力及其水平分力;τ0为在减壁区作用在管子内表面的单位摩擦力;τ01和τ1为在定径带作用在管子内外表面的单位摩擦力;σ1为轴向应力;σr为径向应力;σt为周向应力。图中箭头所示的方向为各力的作用方向。
在外力作用下,金属内产生相应的内力,其轴向为拉应力σ1,径向和周向为压应力σr、σt。拔管过程中金属处于一向拉和两向压的应力状态。作用力是拉力和变形时金属处于一向拉和两向压的应力状态,是拔管变形过程基本的力学特征。一向拉两向压的应力状态使金属的变形抗力降低,由于拉应力存在也使金属塑性降低。所以拔制低塑性金属或加工硬化严重的金属比较困难。
拔管时由于作用力是施加在锤头部的拉力,管子离开变形区后则管体上作用着拔制拉应力,称拔制应
力。为了建立拔制过程,防止拔断,拔制应力必须小于拔制后管子的屈服极限σs,即
KB=F/S1<σs
式中KB为拔制应力;S1为拔后管子截面积;F为拔制力。