Các yêu cầu về độ bền kết cấu đối với gia công kim loại tấm phi tiêu chuẩn là gì?

Trong gia công kim loại tấm phi tiêu chuẩn, yêu cầu về độ bền kết cấu là chỉ số quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm có thể chịu được tải trọng dự kiến, chống biến dạng và hư hỏng. Nó cần được xem xét toàn diện từ nhiều khía cạnh như lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu, công nghệ xử lý, phương pháp kết nối, loại tải và tính toán, thử nghiệm và xác minh, cũng như khả năng thích ứng với môi trường. Sau đây là phần giới thiệu chi tiết:

Gia công kim loại tấm phi tiêu chuẩn

I. Lựa chọn vật liệu

Các đặc tính cường độ của vật liệu là cơ sở để xác định cường độ của kết cấu kim loại tấm. Các vật liệu kim loại tấm thường được sử dụng bao gồm thép cacbon (như tấm cán nguội SPCC, tấm cán nóng SPHC, tấm mạ kẽm SGCC/SECC), thép không gỉ (như SUS304, SUS201, SUS316), hợp kim nhôm (như 5052, 6061), v.v. Các vật liệu khác nhau có các chỉ số đặc tính cơ học khác nhau như cường độ chảy, độ bền kéo và độ giãn dài. Nên lựa chọn vật liệu phù hợp dựa trên môi trường sử dụng và yêu cầu tải trọng của sản phẩm. Ví dụ, đối với các bộ phận kết cấu cần chịu tải trọng hoặc va đập lớn thì nên chọn thép cường độ cao hoặc hợp kim nhôm. Đối với những môi trường yêu cầu khả năng chống ăn mòn, nên chọn thép không gỉ hoặc thép carbon đã trải qua quá trình xử lý chống ăn mòn.

tôi. Thiết kế kết cấu

Độ dày đồng đều: Duy trì độ đồng đều của độ dàybộ phận kim loại tấm, đặc biệt là trong quá trình xử lý như uốn và dập. Độ dày không đồng đều có thể dẫn đến tập trung ứng suất, biến dạng hoặc khó xử lý.

Đủ độ bền và độ cứng: Đảm bảo rằng cấu trúc kim loại tấm được thiết kế có đủ độ bền và độ cứng để chịu được tải trọng và biến dạng dự kiến. Xem xét ảnh hưởng của các yếu tố như hình dạng mặt cắt ngang, độ dày thành và gân cốt thép của kết cấu đến cường độ và độ cứng. Ví dụ, độ cứng uốn của kết cấu có thể được tăng cường bằng cách thêm các gân gia cố. Khả năng chịu tải của kết cấu có thể được nâng cao bằng cách tối ưu hóa hình dạng mặt cắt ngang (chẳng hạn như sử dụng hình kênh, hình chữ I, v.v.).

Tránh tập trung ứng suất: Trong thiết kế kết cấu, cần tránh các góc nhọn, khe hẹp và các khu vực khác dễ bị tập trung ứng suất. Đối với những khu vực không thể tránh khỏi sự tập trung ứng suất, cần thực hiện các biện pháp chuyển tiếp hoặc gia cố phi lê thích hợp.

Dễ dàng làm phẳng: Khi thiết kế, người ta coi tất cả các phần uốn cong và vát có thể được mở ra trên cùng một mặt phẳng để đảm bảo dễ dàng xử lý và lắp ráp. Tránh can thiệp vào thiết kế và cấu trúc không gian phức tạp.

III. Công nghệ chế biến

Cắt và dập: Thiết bị cắt và dập có độ chính xác cao được sử dụng để đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của bề mặt cắt và lỗ đục lỗ. Tránh ảnh hưởng của các khuyết tật như vết cắt và vết nứt đục lỗ đến độ bền kết cấu.

Uốn tạo hình: Chọn bán kính uốn và Góc uốn thích hợp dựa trên đặc tính và độ dày của vật liệu. Bán kính uốn quá nhỏ có thể khiến vật liệu bị nứt hoặc bật lại quá mức. Góc uốn quá mức có thể ảnh hưởng đến việc lắp ráp và hiệu suất sử dụng của kết cấu.

Mối hàn: Đối với các cấu kiện cần kết nối hàn cần lựa chọn phương pháp hàn và thông số quy trình hàn phù hợp để đảm bảo chất lượng và độ bền của đường hàn. Tránh ảnh hưởng của các khuyết tật hàn (chẳng hạn như lỗ chân lông, vết nứt, phản ứng tổng hợp không hoàn toàn, v.v.) đến độ bền kết cấu.

IV. Phương thức kết nối

Ngoài hàn, các kết cấu kim loại tấm cũng có thể được kết nối bằng đinh tán, kết nối bu lông và các phương pháp khác. Các phương pháp kết nối khác nhau có đặc điểm cường độ và độ tin cậy khác nhau. Nên lựa chọn phương thức kết nối phù hợp dựa trên yêu cầu sử dụng và điều kiện lắp ráp của sản phẩm. Ví dụ, đối với các bộ phận kết cấu cần được tháo rời thường xuyên hoặc chịu tải rung động đáng kể, nên sử dụng kết nối bu lông. Đối với các thành phần kết cấu yêu cầu bịt kín hoặc chịu lực kéo đáng kể, có thể áp dụng phương pháp tán đinh.

V. Các loại tải và tính toán

Loại tải trọng: Xác định rõ ràng các loại tải trọng mà kết cấu kim loại tấm có thể chịu trong quá trình sử dụng (chẳng hạn như tải trọng tĩnh, tải trọng động, tải trọng va đập, v.v.) và độ lớn của chúng. Ảnh hưởng của các loại tải trọng khác nhau đến cường độ kết cấu là khác nhau, do đó cần phải tính toán và thiết kế có mục tiêu.

Tính toán độ bền: Dựa trên loại và độ lớn của tải trọng cũng như các chỉ số hoạt động cơ học của vật liệu, độ bền kết cấu được tính toán. Các phương pháp tính toán phổ biến bao gồm phân tích phần tử hữu hạn (FEA), tính toán công thức thực nghiệm,… Thông qua tính toán có thể đánh giá được cường độ của kết cấu có đáp ứng yêu cầu hay không và hướng dẫn tối ưu hóa thiết kế kết cấu.

Vi. Kiểm tra và xác minh

Công việc kiểm tra và xác minh cần thiết phải được thực hiện trong giai đoạn thiết kế sản phẩm và trước khi sản xuất hàng loạt. Ví dụ, bằng cách tạo mẫu đầu tiên để xác minh lắp đặt, có thể kiểm tra khả năng chịu tải thực tế và hiệu suất của kết cấu; Thông qua các phương pháp kiểm tra chất lượng như kiểm tra phun muối và kiểm tra độ cứng, các chỉ số hoạt động của kết cấu, bao gồm khả năng chống ăn mòn và độ cứng, được đánh giá để xác định xem chúng có đáp ứng yêu cầu hay không.