CN106370331A - 型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法 - Google Patents

型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法 Download PDF

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李国�
王树林
罗涛
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Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
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Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses

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Abstract

本发明公开了一种型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，包括：在H型钢上截取H型钢分段，根据压力机工作台面最大宽度确定所述H型钢分段的比例系数，根据所述比例系数确定所述H型钢分段的翼缘的宽度；所述H型钢的高度除以压力机工作台面最大宽度得出所述比例系数；将所述H型钢分段的腹板横向切开，形成两个相同的H型钢分段分体，使所述H型钢分段分体的高度等于所述压力机工作台面最大宽度的一半；将两个所述H型钢分段分体的焊接在一起，形成所述检测模型，所述检测模型的高度等于所述工作台面最大宽度，所述检测模型的宽度等于翼缘的宽度。本发明能够帮助找出应力值与弯曲残余应力之间的关联性，使得H型钢在实验机上模拟试验成为可能。

Description

型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，具体说，涉及一种型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法。
背景技术
国内资料查阅表明，H型钢的残余应力测试方法没有标准，部分采用理论计算的方法进行估算，采用实际测量方法测试H型钢未见报道，H型钢各部位应力变化值均不清楚。随着H型钢应用领域的拓展，新品种不断增加，对H型钢的残余应力的要求也越来越高，如：桥梁、海洋工程、机械设备、民房、高速公路、工业建筑、石油钻井平台等方面。
为保证获得在公差范围内的平直轧件，随着轧件的规格、材质、原始弯曲及翘曲程度的不同，需要制定不同的压下规程，各辊压下量与辊距配置得合理就可以提高矫直质量、降低设备能量消耗、延长设备的寿命。目前各厂使用的压下规程尚无统一规律，主要是凭经验操作，国内外对H型钢矫直压下方案方面的理论研究有限，可参考的资料也不多，为此有必要对此进行研究，为生产制定压下规程。
包钢生产的H型钢有HN450×200、HN600×200、HN700×300、HN1000×300、HW400×400、HW350×350、HM450×300、HM500×300等规格，其它钢厂也有部分同类产品，由于产品规格和数量的增加，相对应的矫直工艺也需要发生变化。由于矫直工艺不合理，产品出现了矫直后弯曲翘头、断裂、扭曲现象的发生，通过对前一段时间的部分H型钢的测试，发现腹板的残余应力较大，且存在扭曲应力、翼缘中心残余应力较小。残余应力是导致产品扭曲、弯曲翘头、断裂的重要指标之一，找出残余应力变大的原因也是解决问题的关键。结合钢轨的矫直工艺不难看出，矫直工艺不合理，可导致钢轨残余应力加大、抗疲劳强度降低、钢轨变形、轨腰开裂和脆性断裂等问题，都会减少钢轨使用寿命。所以，H型钢矫直工艺调整是势在必行。
H型钢的矫直是生产过程中一道重要工序，决定H型钢的最终质量和精度。对不同规格的H型钢采用其对应的矫直工艺，在保证翼缘和腹板不弯曲变形，达到整体平直度的情况下，降低残余应力，避免矫直后翘头和弯曲断裂的现象发生。
残余应力物理测试方法采用的有：X射线法、磁性法、脆性涂料法、光学法、声学法。H型钢的残余应力测试没有标准，残余应力多大时才能造成弯曲，没有相关测试报告，且弯曲屈服强度在目前的拉力试验机上无法测量，只能测试纵向屈服强度。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，能够帮助找出应力值与弯曲残余应力之间的关联性，使得H型钢在实验机上模拟试验成为可能。
技术方案如下：
一种型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，包括：
在H型钢上截取H型钢分段，根据压力机工作台面最大宽度确定所述H型钢分段的比例系数，根据所述比例系数确定所述H型钢分段的翼缘的宽度；所述H型钢的高度除以压力机工作台面最大宽度得出所述比例系数；
将所述H型钢分段的腹板横向切开，形成两个相同的H型钢分段分体，使所述H型钢分段分体的高度等于所述压力机工作台面最大宽度的一半；
将两个所述H型钢分段分体的焊接在一起，形成所述检测模型，所述检测模型的高度等于所述工作台面最大宽度，所述检测模型的宽度等于翼缘的宽度。
进一步：所述检测模型中，焊接得到焊缝要焊透，焊缝表面要打平，保持H型钢原有的R角，焊接时两个所述H型钢分段分体要保持和切割前时同方向。
进一步：根据压力试验机工作台的大小，截取一段H型钢作为所述检测工件，在所述腹板和两个所述翼缘外侧的中心点用来粘贴应变片。
本发明技术效果包括：
1、通过本发明，能够帮助找出应力值与弯曲残余应力之间的关联性，使得H型钢在实验机上模拟试验成为可能。
2、适宜大面积推广使用。
本发明不仅适用于H型钢，也适用于其他种类的钢材检测弯曲残余应力。
附图说明
图1是本发明中H型钢分段的结构示意图；
图2是本发明中H型钢分段分体的结构示意图；
图3是本发明中检测模型的贴片位置示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，包括如下步骤：
以规格HN700×300的H型钢为例，建立型钢的检测模型步骤如下：
如图1所示，是本发明中H型钢分段1的结构示意图。
步骤1：在H型钢上截取长度为500mm的H型钢分段1，根据压力机工作台面最大宽度130mm确定H型钢分段1的比例系数，根据比例系数确定H型钢分段1的翼缘11的宽度，即按照比例系数缩小翼缘宽度。
选择H型钢的高度，再将高度除以压力机工作台面最大宽度得出比例系数。如：规格HN700×300，比例系数为700/130＝5.38，则翼缘宽度换算为300/5.38＝56mm。将翼缘两侧用带锯各切去(300-56)/2＝122mm，留下56mm宽的翼缘。
如图2所示，是本发明中H型钢分段分体2的结构示意图；如图3所示，是本发明中检测模型的贴片位置示意图。
步骤2：将H型钢分段1的腹板12横向切开，形成两个相同的H型钢分段分体2，使H型钢分段分体2的高度等于压力机工作台面最大宽度的一半。
H型钢分段分体2的高度等于130/2＝65mm。
步骤3：将两个H型钢分段分体2的焊接在一起，形成检测模型，检测模型的高度等于工作台面最大宽度，宽度等于翼缘11的宽度。
特别注意的是：a、焊缝21要焊透；b、焊缝21表面要打平；c、保持H型钢原有的R角；d、焊接时两个H型钢分段分体2要保持和切割时同方向，不可弄反。
同理其它型号H型钢也按此方法制作检测模型。
检测模型可以作为检测工件，腹板12和两个翼缘11外侧的中心点用来粘贴应变片3。应变片3用于检测应力值，进而得出屈服强度和弯曲残余应力值。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，包括：
在H型钢上截取H型钢分段，根据压力机工作台面最大宽度确定所述H型钢分段的比例系数，根据所述比例系数确定所述H型钢分段的翼缘的宽度；所述H型钢的高度除以压力机工作台面最大宽度得出所述比例系数；
将所述H型钢分段的腹板横向切开，形成两个相同的H型钢分段分体，使所述H型钢分段分体的高度等于所述压力机工作台面最大宽度的一半；
将两个所述H型钢分段分体的焊接在一起，形成所述检测模型，所述检测模型的高度等于所述工作台面最大宽度，所述检测模型的宽度等于翼缘的宽度。
2.如权利要求1所述型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，其特征在于：所述检测模型中，焊接得到焊缝要焊透，焊缝表面要打平，保持H型钢原有的R角，焊接时两个所述H型钢分段分体要保持和切割前时同方向。
3.如权利要求1所述型钢弯曲残余应力检测模型的建立方法，其特征在于：根据压力试验机工作台的大小，截取一段H型钢作为所述检测工件，在所述腹板和两个所述翼缘外侧的中心点用来粘贴应变片。
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