Effect of strain hardening and normal anisotropy on admissible values of strain and stress in pipe-bending processes

• Autorzy: Śloderbach Z. , Rechul Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper aims at discussing the effect of hardening exponent and normal anisotropy index values on admissible values of bending angle and strain in cold bending of thin- and thick-walled steel pipes. A condition of distributed instability onset was adopted as a limiting criterion for the process. The analysis reveals that higher indexes of hardening and material anisotropy result in larger values of admissible strain and bending angle. The neutral axis position corresponding to the critical instability onset is shown to be shifted toward compressed layers of the pipe. The fracture problem associated with the bending process is presented.

PL

Wpływ umocnienia i anizotropii normalnej na dopuszczalne wartości odkształceń i naprężeń w procesie gięcia rur. W niniejszej pracy analizowano wpływ parametrów wzmocnienia i anizotropii normalnej materiału na dopuszczalne (krytyczne) wartości kąta giecia i wartości odkształcenia podczas gięcia na zimno cieńko- i grubościennych rur metalowych w zakresie kąta gięcia...[0-180]. Jako kryterium ograniczające proces gięcia przyjęto warunek rozproszonej utraty stateczności materiału dla przypadku jednoosiowego rozciągania i płaskiego stanu naprężenia. W pracy wykazano, że wzrost współczynników wzmocnienia i anizotropii normalnej zwiększa wartość dopuszczalnego odkształcenia zastępczego i kąta gięcia. W pracy obliczono także wartości przesunięcia osi obojętnej gięcia odpowiadające stanom rozproszonej utraty stateczności oraz wykazano, że przy założonych warunkach procesu gięcia jest to przesunięcie w kierunku warstw ściskanych łuku i którego wartość zwiększa się wraz ze wzrostem kąta gięcia. Rozpatrzono także proplem pękania w procesie gięcia rur,w którym czynnikiem oceny jest wskaźnik techniczny plastyczności A5.

Słowa kluczowe

EN

plasticity of metals; pipe bending; deformational instability

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 38 nr 4
• Strony: 843--859
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Śloderbach Z.

• Research and Development Centre for Advancement of Power Engineering, Wrocław

autor

Rechul Z.

• Institute of Material Science and Applied Mechanics, Wrocław Technical University

Bibliografia

• 1. CAHN R.W., HAASEN P., (Edit.), 1983, Physical Metallurgy, North Holland, Amsterdam.
• 2. DOBOSIEWICZ VJ., WOJCZYK K., 1988, Life Prediction for Steam Pipeline Bends, Energetyka, 3, (in Polish).
• 3. EL-SEBAIE M.G., MELLOR P.B., 1972, Plastic Instability Conditions in the Deep-Drawing of a Circular Blank of Sheet Metal, Int. J. Mech. Set., 14, 535-556.
• 4. FORD H., 1977, Advanced Mechanics of Materials, Ellis Horwood Ltd, Chichester.
• 5. FRANZ W.D., 1961, Das Kalt-Biegen von Rohren, Springer-Verlag, Berlin.
• 6. GABRYSZEWSKI Z., GRONOSTAJSKI J., 1991, Fundamentals of Metal-Working Processes, WNT, Warszawa, (in Polish).
• 7. HILL R., 1950, Mathematical Theory of Plasticity, Clarendon Press, Oxford.
• 8. JAKUBOWSKI A., ORŁOŚ Z., 1970, Strength of Materials, WNT, Warszawa, (in Polish).
• 9. KLEPACZKO J., 1965, Some Remarks Concerning an Exponential Form of the Constitutive Equation with Account of Temperature, Rozprawy Inżynierskie, 13, 3 (in Polish).
• 10. KORZEMSKI J.W., 1971, Thin-Walled Pipe Bending, WNT, Warszawa, (in Polish).
• 11. KRZYŚ W., ŻYCZKOWSKI M., 1962, Elasticity and Plasticity, PWN, Warszawa, (in Polish).
• 12. MARCINIAK Z., 1971, Limit Deformations in Sheet Metal Stamping, WNT, Warszawa, (in Polish).
• 13. MARCINIAK Z., KOŁODZIEJSKI J., 1983, Fundamentals of Metal-Working Processes, Warsaw University of Technology, Warszawa, (in Polish).
• 14. "MECHANIK", 1987, (The whole issue devoted to metal-working processes at elevated temperatures), Mechanik, 2, Warszawa, (in Polish).
• 15. MOORE G.G., WALLACE J.F., 1964/1965, The Effect of Anisotropy on Instability in Sheet- Metal Forming, Journal of the Institute of Metals, 93, 2.
• 16. OLSZAK W., PERZYNA P., SAWCZUK A., 1985, Theory of Plasticity, PWN, Warszawa, (in Polish).
• 17. Polish Standard, PN-89/M-34163, 1989 and PN-85/H-74252, 1985, PKNMiJ, Warszawa, (in Polish).
• 18. SEYNA F., GINALSKI J., 1987, Conditions for Long-Term Safe Service of Steam Pipelines, Energetyka, 6, (in Polish).
• 19. SEYNA F., GINALSKI J., 1989, Numerical Methods for Evaluating Residual Life of Steam Pipelines, Dozór Techniczny, 3, Warszawa, (in Polish).
• 20. SZCZEPIŃSKI W., 1969, Fundamentals of Metal-Working Processes, PWN, Warszawa, (in Polish).
• 21. ŚLODERBACH Z., SAWICKI T., 1984, Evaluation of the Spherical Cap Height in a Test of Hydraulic Forming for Certain Instability Conditions, IPPT-PAN Proceedings, 4, Warszawa, (in Polish).
• 22. ŚLODERBACH Z., 1998, Methods for Determining the Initial Thickness of a Pipe to Be Bent, Przegląd Mechaniczny, 21, Warszawa, (in Polish).
• 23. ŚLODERBACH Z., 1999, A Model for Strain Geometry Evaluation in Pipe Bending Processes, Rozprawy Inżynierskie (Engineering Transactions), 47, 1, IPPT-PAN, Warszawa.
• 24. ŚLODERBACH Z., STRAUCHOLD S., 1999, Approximate Methods for Evaluating Strains in Pipe Bending Processes, Dozór Techniczny, 1, Warszawa, (in Polish).
• 25. ZDANKIEWICZ M., 1998, Design Recommendations for Pressure Vessels. General Part - Material Requirements, Dozór Techniczny, 1, Warszawa, (in Polish).
• 26. ZDANKIEWICZ M., 1998, Design Recommendations for Pressure Vessels - Manufacturing, Dozór Techniczny, 2, (in Polish).