As propriedades mecânicas e a resistência das forjas de anéis são calculadas com base nas propriedades mecânicas e parâmetros geométricos do material. A seguir está uma visão geral das propriedades mecânicas e métodos de cálculo de resistência de forjamentos de anéis em geral:
- Cálculo da resistência:
- Em primeiro lugar, é necessário obter dados de propriedades mecânicas, como resistência à tração, resistência ao escoamento e resistência ao cisalhamento do material, que podem ser obtidos através de experimentos ou consultando o manual do material correspondente.
- Em seguida, de acordo com a geometria e força das forjas dos anéis, utiliza-se a fórmula de resistência apropriada para o cálculo.
- Para forjamentos de anéis axiossimétricos comuns, o estado de tensão pode ser considerado como um vaso de pressão axiossimétrico, e a força pode ser calculada de acordo com a fórmula de um vaso de pressão de paredes finas. Por exemplo, a fórmula da pressão de expansão do cilindro ou a fórmula da tensão tangencial são usadas para o cálculo.
- Para forjamentos de anéis não axiossimétricos, métodos apropriados de análise de tensões, como a análise de elementos finitos, são selecionados de acordo com suas características para realizar cálculos de resistência.
- Cálculo da deformação plástica:
- A deformação plástica dos anéis forjados durante o carregamento pode ser calculada pela equação da relação constitutiva dos materiais combinada com a análise do campo de tensões.
- O cálculo da deformação plástica requer a consideração de fatores como distribuição de tensões, regra de fluxo de plástico e taxa de deformação durante o forjamento do anel.
- Cálculo da vida útil da fadiga:
- As forjas de anéis são frequentemente submetidas a cargas alternadas durante o uso, e sua vida útil em fadiga precisa ser considerada.
O cálculo da vida em fadiga é geralmente baseado na curva de Wohler (curva S-N) e na teoria da mecânica da fratura para estimar a vida em fadiga de forjamentos de anéis sob condições específicas de trabalho.
Em resumo, o cálculo das propriedades mecânicas e da resistência das forjas de anéis precisa considerar as propriedades mecânicas, as formas geométricas e as condições de tensão dos materiais, e combinar modelos e fórmulas apropriados para o cálculo. Para casos complexos, uma análise mais precisa pode ser necessária com a ajuda de métodos como a simulação numérica. Portanto, os métodos e etapas de cálculo específicos precisam ser analisados e determinados detalhadamente de acordo com a situação específica.
