Calcolo piegatura tubi

Metodo di calcolo della piegatura dei tubi

Il calcolatore esegue un calcolo geometrico di un arco realizzato con tubo profilato sulla base di due dimensioni specificate dell'elemento finito: la larghezza B e l'altezza della freccia H in mm. A partire da questi valori determina il raggio di curvatura R, l'angolo del segmento φ e la lunghezza dell'arco L, utile per il tracciamento preliminare di archi, tettoie, serre, pensiline e altri elementi curvati.

Il calcolo è destinato specificamente a un arco circolare. Il calcolatore non valuta la resistenza, non verifica la fattibilità della piegatura a freddo e non tiene conto del ritorno elastico dopo lo scarico, della variazione dello spessore della parete, dell'ovalizzazione locale né dei limiti tecnologici di una specifica curvatrice per tubi.

Riferimenti e raccomandazioni

Modello geometrico

Principio di calcolo. L'algoritmo considera l'elemento finito come un segmento di cerchio. Ciò significa che la larghezza indicata B viene assunta come corda dell'arco e l'altezza indicata H viene assunta come saetta di tale corda. Tutti gli altri valori vengono poi ricavati dalla geometria del cerchio senza fattori di correzione empirici e senza coefficienti di sicurezza.

Unità di misura. Tutte le dimensioni lineari in ingresso e in uscita nel calcolo sono espresse in mm, mentre l'angolo del segmento è espresso in gradi. In questo modo larghezza, altezza, raggio e lunghezza dell'arco restano nello stesso sistema di unità e possono essere usati direttamente per il tracciamento e la regolazione della macchina.

Sequenza di calcolo

Raggio di curvatura. Per prima cosa, il raggio del cerchio R corrispondente all'arco viene calcolato a partire dalla larghezza B e dall'altezza H:

R = H / 2 + B2 / (8 × H)

Il significato di questa formula è che ricostruisce il raggio del cerchio a partire da una corda nota e dalla sua saetta. Maggiore è l'altezza H a parità di larghezza B, più l'arco risulta accentuato e minore sarà il raggio ottenuto.

Angolo al centro. Dopo aver determinato il raggio, si calcola l'angolo del segmento φ corrispondente allo stesso arco:

φ = 2 × arcsin(B / (2 × R))

All'interno del calcolo, la funzione arcsin restituisce l'angolo in radianti, dopodiché il risultato viene convertito in gradi. Questo angolo mostra quale parte del cerchio completo è occupata dall'arco calcolato.

Lunghezza dell'arco. Successivamente, la lunghezza effettiva della parte curvata del tubo viene calcolata mediante la formula dell'arco di cerchio:

L = R × φ

Qui l'angolo φ viene usato in radianti. Il significato del risultato è semplice: è la lunghezza della linea geometrica media dell'arco tra le sue estremità, cioè la lunghezza della parte curva e non della luce rettilinea tra gli appoggi.

Come scegliere le dimensioni finali per il lavoro pratico

Larghezza dell'arco. Nel calcolo, il valore B è la distanza rettilinea tra i punti finali dell'arco. Per archi e telai, di solito è la luce di installazione che deve essere coperta dall'elemento curvato.

Altezza della freccia. Il valore H è l'altezza massima dell'arco sopra la linea che unisce le sue estremità. Se è richiesta una forma più piatta, di solito si riduce H a parità di B, mentre se serve un arco più accentuato la si aumenta.

Scelta pratica del parametro. Per la regolazione dei rulli o di una curvatrice per tubi, il riferimento principale è di solito il raggio calcolato R. Per verificare la conformità al progetto si usano anche l'angolo φ e la lunghezza dell'arco L, perché lo stesso raggio può corrispondere ad archi con lunghezze diverse e diversi angoli di apertura.

Cosa il calcolo non include

Deformazione tecnologica. Il calcolatore non applica alcuna correzione per il ritorno elastico del metallo dopo la curvatura. In pratica, per acciaio e alluminio il raggio reale dopo lo scarico è spesso leggermente maggiore di quello calcolato, quindi per lavori ripetitivi di solito si realizza un pezzo di prova e si regola la macchina.

Sezione del tubo. L'algoritmo non utilizza le dimensioni del profilo, lo spessore della parete, la qualità dell'acciaio, la posizione della saldatura né il metodo di curvatura. Pertanto il calcolo è adatto alla geometria dell'arco, ma non sostituisce la verifica del raggio minimo ammissibile di curvatura per uno specifico tubo profilato.

Sviluppo del grezzo. La lunghezza dell'arco L mostra la lunghezza geometrica della parte curvata, ma non include maggiorazioni per estremità diritte, taglio, inserimento nei giunti o zone tecnologiche locali. Per la produzione, queste aggiunte vengono normalmente definite separatamente.

Riferimenti normativi

Quadro europeo. Quando il risultato viene utilizzato per strutture metalliche, il calcolo geometrico viene generalmente considerato insieme ai requisiti della EN 1993-1-1 Eurocodice 3. Progettazione delle strutture di acciaio. Regole generali e regole per gli edifici, della EN 1090-2 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio. Requisiti tecnici per le strutture di acciaio e della EN 10219 Profili cavi strutturali saldati formati a freddo di acciai non legati e a grano fine.

Questi documenti non forniscono direttamente formule per questo compito geometrico, ma costituiscono il quadro normativo per la scelta della sezione, la verifica della producibilità, delle tolleranze, della qualità di fabbricazione e dell'idoneità dell'elemento alle reali condizioni di esercizio.

FAQs

Perché il calcolatore usa un arco circolare?

Perché per la maggior parte degli archi realizzati con tubo profilato e curvati con rulli si utilizza uno schema di curvatura circolare. Questo stabilisce una relazione univoca tra larghezza, altezza, raggio e lunghezza dell'arco ed è adatto a un calcolo tecnico rapido.

Questo calcolo può essere usato per piegare senza realizzare un pezzo di prova?

Per un lavoro occasionale, il calcolatore fornisce una buona base geometrica, ma nella produzione di solito viene eseguita una prova. Questo dipende dal ritorno elastico del metallo, dalle caratteristiche della macchina e dal comportamento reale dello specifico tubo profilato durante la curvatura.

Qual è la differenza tra lunghezza dell'arco e larghezza?

La larghezza B è la distanza rettilinea tra le estremità dell'elemento. La lunghezza dell'arco L è sempre maggiore di questo valore, perché viene misurata lungo la linea curva del tubo.

Questo calcolo è adatto per tettoie, serre e telai arcuati?

Sì, questo tipo di calcolo dell'arco in tubo profilato viene spesso usato per tettoie, serre, pensiline e strutture arcuate leggere. La condizione principale è che la forma dell'elemento sia vicina a un arco circolare e non a una curva arbitraria.

Perché il calcolatore non include una verifica di resistenza?

Perché si tratta di un calcolo della geometria di curvatura e non di un calcolo della capacità portante. Per verificare resistenza, stabilità e tensioni ammissibili sono necessari dati aggiuntivi: sezione del tubo, spessore della parete, materiale, schema di appoggio e carichi secondo l'Eurocodice 3.