Wie Metallverarbeiter mit Verformungen beim Profilbiegen umgehen können

Jun 02, 2024

Studenten, die am Illinois Institute of Technology studieren, genießen die Ruhe. Ein elliptisches Rohr, bestehend aus zahlreichen gebogenen Elementen, dämpft den Lärm vorbeifahrender Züge. Bild: AISC

Immer wenn Ken Pecho über den Campus seiner Alma Mater, dem Illinois Institute of Technology (IIT) in der Nähe der Innenstadt, schlendert, blickt er auf. Wenn ein CTA-Zug auf der Schiene fährt, genießt er die Ruhe. Sicher, der Zug ist nicht leise, aber er ist viel leiser als sonst, dank eines elliptischen Rohrs, das als eine Art Schalldämpfer fungiert und bei Pechos Arbeitgeber, Chicago Metal Rolled Products (CMRP), einer Biegewalze, hergestellt wurde Wir formen seit mehr als 100 Jahren Bleche, Winkel, Rohre, Profile und Strukturträger. Diese elliptische Struktur, die aus zahlreichen gebogenen Elementen besteht und die CTA-Gleise umgibt, dämpft den Lärm vorbeifahrender Züge, sehr zur Erleichterung der IIT-Studenten, die in einem nur wenige Meter entfernten Gebäude studieren.

Pecho erinnerte sich an diese Geschichte während einer Präsentation auf der NASCC Steel Conference 2019, die in St. Louis stattfand und vom American Institute of Steel Construction (AISC) organisiert wurde. Während einer Präsentation auf der Konferenz hielt er die damals neue AISC-Publikation „Design Guide 33: Curved Member Design“.

„Das sollte wirklich als die Bibel der gebogenen Mitglieder betrachtet werden“, sagte er. „Wenn Sie täglich gebogene Metalle herstellen, sollten Sie dies in Ihrer Bibliothek haben.“

Der Design-Leitfaden befasst sich eingehend mit Pechos Präsentationsthema, das bei Biege-Rollen-Betrieben, die in den letzten Jahren einen deutlichen Anstieg der Nachfrage nach gebogenen Profilen, einschließlich runder, elliptischer, quadratischer und rechteckiger Rohre, verzeichneten, immer wichtiger geworden ist. offene Profile; und Strukturbalken. Pechos Vortrag befasste sich mit Verzerrungen.

„Das größte Problem, das wir bei gebogenen Metallen sehen, ist die Verzerrung“, sagte er. „Aber wir können Verzerrungen nicht vollständig beseitigen. Es ist einfach nicht möglich. Nun stellt sich die Frage: Wie konstruieren wir für das Biegen? Was können wir tun, um das erfolgreiche Ergebnis eines gebogenen Glieds zu unterstützen?“

Die erfolgreichsten Projekte, darunter das gebogene elliptische Rohr, das die CTA-Bahngleise umgibt, wurden unter Berücksichtigung der Verzerrung entworfen. Pecho erinnerte sich an einen Auftrag, bei dem ein rechteckiges, gebogenes Rohr mit einem geraden, rechteckigen Rohr verbunden wurde, eine Situation, in der Verzerrungsprobleme leicht erkennbar waren, insbesondere angesichts des engen Radius des gebogenen Rohrs.

Die Form des Rechteckrohrs würde sich nur geringfügig verändern, so dass die verzerrte Form des Werkstücks für sich genommen nicht auffallen würde. Dies galt jedoch nicht für den Schweißer, der die gebogenen und geraden Werkstücke zusammenfügen sollte. Die Lösung beinhaltete einen Kompromiss: Die Werkstatt bog das Profil, ließ dann aber am Ende des Rohrs mehrere Fuß eines ungebogenen geraden Abschnitts übrig. Anschließend schnitt der Hersteller das Rohr einige Zentimeter vor der Krümmung zurück, gerade so viel Platz, dass sich die Verzerrungseffekte im Krümmungsabschnitt auflösen konnten und der Rohrdurchmesser wieder auf sein Nennmaß zurückging.

Glücklicherweise war in dieser Situation die Verbindung – versteckt hinter einer Wand – kosmetisch nicht kritisch. Wäre dies der Fall, hätten die Designer möglicherweise den Verbindungstyp oder das Design überdenken müssen. Auch hier war die Verformung des gebogenen Werkstücks für sich genommen nicht erkennbar. Aber bei Verbindung mit einem geraden Element waren die Verzerrungseffekte offensichtlich. Solche kosmetischen Mängel dürften keine Rolle spielen. Unabhängig davon kann es sehr sinnvoll sein, diese Verformung am vorderen Ende zu erkennen und einzuplanen, bevor Metall verbogen wird.

Der neue AISC-Leitfaden legt fest, wie sich unterschiedliche Verzerrungsgrade auf die Stärke eines Mitglieds auswirken. Um beispielsweise bestimmte Festigkeitseigenschaften eines gebogenen I-Trägers zu berechnen, dividieren Sie das Abweichungsdelta (Differenz vom Nennwert), das durch die Verformung entsteht, durch die Materialdicke. Ergebnisse bis zu einem bestimmten Punkt zeigen keine nennenswerte Veränderung in der Stärke des Mitglieds; aber wenn die Verzerrung über diesen Punkt hinaus zunimmt, wird das Mitglied tatsächlich schwächer. Lokalisierte Verzerrungen können besonders problematisch sein. Alle diese Berechnungen hängen natürlich von den Festigkeitsanforderungen der Anwendung ab, und der AISC-Designleitfaden erläutert alle Einzelheiten.

Die meisten Verformungsprobleme sind nicht auf die strukturelle Integrität oder Festigkeit zurückzuführen. Wie Pecho erklärte, würden hochwertige Biege- und Walzenbetriebe nie auf die Idee kommen, einen gekrümmten Abschnitt zu versenden, der durch Verformung so geschwächt ist, dass er ein Sicherheitsrisiko darstellt. Es treten jedoch Probleme auf, wenn es um kosmetische Aspekte geht, die bei architektonisch freiliegenden Baustahlarbeiten (AESS) und ähnlichen Arbeiten von besonderer Bedeutung sind, sowie bei Verbindungsanforderungen.

ABBILDUNG 2 Dieser Zusammenhang zeigt die Auswirkung der Schwindung auf Stahlbauteile. Das rechteckige Rohr auf der linken Seite war auf einen engen Radius gebogen und erfuhr daher eine leichte Schrumpfung des Rohrquerschnitts in der Biegeebene. Die Schrumpfung ist mit bloßem Auge nicht erkennbar – bis sie mit einem geraden Abschnitt verbunden wird.

Ein gebogenes Rohr, das mit einem geraden Rohr verbunden ist, weist nicht das gleiche Kantenprofil auf (siehe Abbildung 2). Abhängig von der Verbindungsmethode und den kosmetischen Anforderungen kann dies eine große Sache sein oder auch nicht. Wenn der Konstrukteur jedoch eine Umfangsschweißnaht mit vollständiger Nahtdurchdringung wünscht, ist die Passung der Elemente wirklich wichtig. Manchmal verwenden Hersteller hydraulische Heber am Innendurchmesser, um ihn leicht aufzudrücken, damit er mit einem geraden Rohr zusammenpassen kann. Es ist machbar, aber zeitaufwändig, kostspielig und vielleicht völlig unnötig, wenn bei der Arbeit die Verzerrung im Hinterkopf stand.

Die Gitterstruktur eines Metallwerkstücks weist sogenannte Gleitebenen auf, die beim Umformen interagieren. „Bei konstanter Ausbeute neigt Metall dazu, fast flüssigkeitsähnliche Eigenschaften anzunehmen“, erklärte Pecho.

Wenn sich ein Rohr, ein Träger oder ein offener Abschnitt biegt, baut sich am Innenradius eine Kompression und an der Außenseite eine Spannung auf. Wenn diese Kräfte unkontrolliert bleiben, insbesondere bei dünnwandigen Werkstücken, führen sie zu lokalen Verformungen wie Falten oder Knicken am Innenradius, Wandverdünnung und -schrumpfung am Außenradius sowie zu Verformungen und Ovalität der gesamten Profilform.

Ein Vierkantrohr kann sich in ein Trapez verwandeln, mit übermäßiger Vergrößerung des Innenradius, begleitet von einer Schrumpfung des Außenradius und des Querschnittsprofils in der Biegeebene. Rechteckrohre, die beim Biegen nicht abgestützt werden, können konkav werden, insbesondere an der Innenradiuswand. Der Steg und die Flansche von Strukturträgern können sich wellen.

Der erfahrene Profilbieger erkennt die nahezu fließende Beschaffenheit des Materials beim Biegen. In gewisser Weise zwingen Druck und Spannung das Metall dazu, unter ständiger Nachgiebigkeit auf bestimmte Weise und in bestimmte freie Bereiche zu „fließen“. Betrachten Sie die Biegung eines rechteckigen Rohrs. Wenn die gegen die Außenwand ziehenden Spannungskräfte eine übermäßige Dehnung erzeugen, kann diese Wand schrumpfen, was sich wiederum darauf auswirkt, wie das Metall „fließt“ oder sich an andere Stellen bewegt. Das Wachstum und Schrumpfen des Metalls erfolgt auf dem Weg des geringsten Widerstands. Und in einer nicht unterstützten Situation könnte dieser Weg aufgrund der entgegenwirkenden Druck- und Zugkräfte in Richtung der neutralen Achse des Elements verlaufen und oft zur Innenseite der Biegung versetzt sein; Daher kann auch die Außenwand konkav werden. Diese Spannungskräfte führen in Kombination mit der Kompression auf den Innenradius zu einer Vergrößerung der Innenwandabmessungen. Da das Metall an der Innenwand keinen Platz mehr hat, verbeult es sich und wird erneut konkav (siehe Abbildung 3).

Wie Pecho erklärte, ist das Rechteckrohr nur eine von vielen Formen, die Profilbieger beim Einrichten und Bedienen einer Maschine „lesen“ müssen. Sie müssen vorhersagen, welche Bereiche des Werkstücks wachsen und welche schrumpfen werden, und die Maschine, die Werkzeuge und das Verfahren entsprechend einrichten. Auch hier besteht das Ziel nicht darin, Verzerrungen zu beseitigen. Stattdessen wollen die Bediener steuern, wie Zug- und Druckkräfte auf ein Werkstück wirken, indem sie Maschinen und Werkzeuge auswählen und sich während des Biegevorgangs bewegen, um zu steuern, wo Wachstum und Schrumpfung auftreten. Dies alles geschieht so, dass die Designabsicht und die Festigkeitsanforderungen des Endprodukts nicht beeinträchtigt werden.

Biegerollen formen Profile entweder durch Warmbiegen oder Kaltbiegen. Das Warmbiegen umfasst das Induktionsbiegen, bei dem ein schmaler Wärmestreifen auf ein Profil ausgeübt wird, während ein Biegearm schwenkt, um (normalerweise) eine Biegung mit sehr engem Radius durchzuführen.

Beim Kaltbiegen wird, wie der Name schon sagt, das Werkstück im kalten Zustand gebogen. Gelegentlich erfolgt das Kaltbiegen großer Profile in einer Rotationsziehmaschine. Früher wurden einige große Rotationsziehmaschinen hauptsächlich von Rohrherstellern verwendet, die sich auf Arbeiten mit relativ kleinen Durchmessern konzentrierten, und können Werkstücke mit einem Durchmesser von 10, 15 oder sogar 17 Zoll biegen. CMRP verfügt beispielsweise über eine Rotationsziehmaschine für Rohre und Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 10 Zoll. Allerdings erfordern diese Maschinen umfangreiche Werkzeuge, darunter Wischermatrizen (die Faltenbildung am Innenradius mildern), Biegematrizen und manchmal Innendorne, die alle nicht billig sind.

Der Dreiwalzenbieger ist das Arbeitstier der Branche. Die Maschine verfügt über drei hydraulisch angetriebene Walzen in Dreiecksanordnung. In einer typischen horizontalen Konfiguration, von oben gesehen, wird Material zwischen den beiden oberen Rollen und einer einzelnen unteren Rolle zugeführt, bis das Ende des Materials die gegenüberliegende Rolle berührt. Der Abstand zwischen der Mitte der entfernten Rolle und der Mitte der unteren Rolle wird als Grifflänge bezeichnet (siehe Abbildung 4), die als Hebel dient, um die Kraft zu erzeugen, die zum Erzeugen des Biegemoments erforderlich ist. Je größer die Grifflänge, desto mehr Hebelwirkung haben Sie. Der Nachteil: In den meisten Fällen muss das Material innerhalb dieser Spannlänge verschrottet werden, was der Grund dafür ist, dass die meisten Biegewalzen Material verlangen, das etwas länger ist als erforderlich.

Ein 20-Zoll-Durchmesser. Rohr erfordert möglicherweise eine 4-Fuß-Röhre. Die Grifflänge an jedem Ende hängt jedoch, wie Pecho erklärte, von unzähligen Faktoren ab, einschließlich Maschinentyp, Einrichtung und Werkzeug. Aber generell gilt: Je kleiner der Werkstückdurchmesser, desto weniger Spannlänge ist erforderlich. Die Überlegungen zur Einrichtung ändern sich auch mit der Ausrichtung des Werkstücks, d. h., ob es auf seine längere starke Achse auf die harte Art oder entlang seiner kürzeren schwachen Achse auf die einfache Art gebogen wird.

ABBILDUNG 3 In diesem extremen Beispiel führten unkontrolliertes Wachstum und Schrumpfung zu deutlichen Konkavitäten an den Innen- und Außenwänden.

Ziel des Bedieners ist es, das Werkstück in möglichst wenigen Durchgängen zu biegen. Zu diesem Zweck wählen sie einen von zwei Ansätzen: asymmetrische oder symmetrische Biegung. Eine symmetrische Biegung tritt auf, wenn der Bediener alle drei Rollen nutzt, um eine Biegekraft auszuüben, während er das Werkstück vorwärts und rückwärts durch die Drei-Rollen-Pyramide führt. Im Idealfall erfolgt die asymmetrische Biegung in nur einem Durchgang, da sich der Bediener auf die äußerste obere und einzelne untere Walze (daher der Begriff „asymmetrisch“) verlässt, um die Biegekraft zu induzieren. Bediener müssen das Material möglicherweise in einem weiteren Durchgang bearbeiten, insbesondere wenn sie mit einer ungewöhnlichen oder herausfordernden Aufgabe arbeiten. Wenn dies jedoch der Fall ist, ist die Biegung normalerweise äußerst gering.

Das symmetrische Biegen nimmt mehr Zeit in Anspruch, aber wie Pecho erklärte, ist es ein viel „sichererer“ Prozess, der oft von Bedienern mit weniger Erfahrung durchgeführt wird. Dennoch können die Bediener nicht zu viele Durchgänge durchführen, da sie sonst Gefahr laufen, das Material zu überbeanspruchen. Die gesamte Kaltverfestigung verändert die Art und Weise, wie das Material schrumpft und wächst, und führt häufig zu unzulässigen Querschnittsverzerrungen am Werkstück.

Bei Rohrprofilen schränkt die symmetrische Biegung auch die Art der internen Stützen ein, die der Bediener in das Werkstück einfügen kann. Sie können immer noch Sand in den Innendurchmesser packen, eine der ältesten Techniken, die noch verwendet werden, um Verformungen zu mildern. Oder sie greifen auf andere kreative Methoden zurück. Pecho beschrieb mehrere Fälle, in denen Bediener ein hohes, dünnes Rechteckrohr auf einen sehr engen Radius gebogen haben, indem sie mehrere Rohre mit kleinerem Durchmesser hineingesteckt haben. Natürlich können diese Innenrohre nach dem Biegen nicht entfernt werden; Sie stecken dort für immer fest. Solange das erhöhte Gewicht akzeptabel ist, sollte es keine negativen Auswirkungen auf die Designanforderungen des Werkstücks haben.

Dorne können nicht in einem zweiten Durchgang verwendet werden, da sie sonst für immer im Werkstück stecken bleiben. Dies ist (abgesehen von der gesteigerten Produktivität) ein Grund dafür, dass erfahrene Bediener asymmetrische Biegungen durchführen. Ähnlich wie die Dorne, die beim Rotationszugbiegen verwendet werden, werden sie beim Biegen von Drei-Walzen-Profilen verwendet, um den Werkstück-Innendurchmesser bei der Einwirkung des Biegemoments zu stützen und so Grübchen, Dellen, Konkavitäten oder andere Anzeichen unkontrollierter Verformung zu minimieren.

Die Gefahr einer unkontrollierten Verformung steigt mit jeder Radiusänderung. Dazu gehört natürlich auch der Anfangsmoment, in dem ein Radius zum ersten Mal induziert wird. Der anfängliche Druck der Werkzeuge ruft lokale Kräfte hervor, insbesondere beim asymmetrischen Biegen oder in anderen Konfigurationen, bei denen der Bediener ein Profil in so wenigen Durchgängen wie möglich biegen muss, um Überlastung und völligen Materialversagen zu vermeiden.

Eine unzureichende Grifflänge kann das Problem verschlimmern. „Wenn die Grifflänge nicht ausreicht, sehen Sie eine Delle an der Stelle, an der die Unterwalze das Material ursprünglich berührt hat“, sagte Pecho. „Aber wenn Sie genügend Spannlänge bereitstellen, können Sie das Bauteil anschließend in den ‚guten Bogen‘ zurückschneiden, über die Delle hinaus, sodass die Delle im endgültigen Werkstück nicht mehr vorhanden ist.“

Bei Werkstücken mit zusammengesetzten Radien kann es erneut zu zusätzlicher Belastung kommen, insbesondere wenn der Radius nach und nach zu immer engeren Radien „verringert“ wird. „Bei jedem Stepdown werden Sie im Allgemeinen Unterschiede in der Profilform feststellen“, sagte Pecho. „Die Unterschiede könnten vernachlässigbar sein. Es kommt auf die gewünschte Form, die Radien und die Wandstärke an.“

Ziel ist es, all diese „Formverschiebungen“ und andere Verzerrungseffekte vernachlässigbar zu machen. Die ersten Bemühungen erfolgen idealerweise in der Entwurfsphase, einschließlich der Wahl des Radius (oder der Radien) für ein Element, seiner Abmessungen und Formart und insbesondere seiner Wandstärke. Jede Aufgabe ist einzigartig, aber im Allgemeinen trägt dickeres Material, sei es für offene oder röhrenförmige Profile, dazu bei, die nachteiligen Auswirkungen von Verformungen zu mildern.

Auch die Wahl des Materials ist wichtig. Die Bediener haben mehr Erfahrung mit gängigem Material. Wenn ein erfahrener Bediener ein Material aus härterem und zäherem, abriebfestem Stahl wie AR 500 erhält, weiß er im Allgemeinen, wie sich dieses Material bildet, was bedeutet, dass er eine bessere Chance hat, das Bauteil in nur einem Durchgang mit minimalen Schäden in die gewünschte Form zu biegen Verzerrung.

Auch die Herstellung der Profile spielt eine Rolle, insbesondere bei Rechteck- und Vierkantrohren. Wie Pecho erklärte, werden einige Rohre direkt aus einer Spule geformt und dann zu einem Rechteck geformt; andere werden zu einer runden Form geformt und dann weiter zu einer rechteckigen oder quadratischen Form bearbeitet.

ABBILDUNG 4 Die Grifflänge ist der Abstand zwischen der äußersten oberen Rolle und der unteren Rolle. Je länger die Grifflänge ist, desto mehr Hebelwirkung hat die Maschine, um eine Biegung herbeizuführen. Das symmetrische Biegen erfolgt, indem das Werkstück in mehreren Durchgängen hin- und herbewegt wird. Beim asymmetrischen Biegen werden die oberste Walze (oben links in diesem Bild) und die untere Walze verwendet, um das Biegen herbeizuführen, oft in einem einzigen Durchgang.

Dieser zusätzliche Arbeitsaufwand macht einen Unterschied, der sich darauf auswirken kann, wie Profilbieger ihre Maschinen einrichten. In einigen Fällen führt die zusätzliche Kaltverfestigung, die durch bestimmte Rohrherstellungstechniken entsteht (z. B. das Formen in eine runde und dann eine rechteckige Form statt direkt in ein Rechteck), tatsächlich zu Kaltumformungsspannungen in den Seitenwänden der Rohre. Ob dies einen Biegevorgang erleichtert oder erschwert, hängt von der Anwendung ab. In einigen Fällen trägt die Kaltverfestigung dazu bei, Verformungseffekte während einer Biegung mit engem Radius zu mildern, wodurch eine Biegung in einem Durchgang manchmal etwas einfacher wird. Andererseits kann eine steifere Wand auch die Wahrscheinlichkeit einer Überbeanspruchung des Materials erhöhen, je nachdem, wie viele Durchgänge ein Bediener verwendet und wie stark die Biegung ist.

Unabhängig davon, ob der Bediener offene oder geschlossene Profile biegt, ist die Wahl des Werkzeugs von entscheidender Bedeutung. Die Werkzeuge müssen zum Profil passen, dürfen aber nicht so eng sein, dass sie die Schrumpfung und das Wachstum des Werkstücks negativ beeinflussen. Ein zu fest sitzendes Werkzeug kann örtliche Verformungen verursachen und im schlimmsten Fall sogar die Materialoberfläche beschädigen.

Wenn Bediener ein offenes Profil wie einen Winkel oder Balken biegen müssen, stehen ihnen weniger verzerrungsmindernde Werkzeuge zur Verfügung. Über die Werkzeugauswahl und -anpassung hinaus müssen Biegewalzen eine richtig dimensionierte Maschine wählen, eine mit ausreichender Umformkraft und angemessenen Grifflängen – ausreichend, um die erforderliche Hebelwirkung zur Reduzierung von Verformungen bereitzustellen, aber nicht so lang, dass ein übermäßig langes Opfer erforderlich wäre gerader Abschnitt. Viele moderne Drei-Walzen-Biegemaschinen verfügen außerdem über Zugeinheiten, die Trägerflansche stützen, um Verformungen zu mildern (siehe Abbildung 5).

Wenn Bediener mit Rohrabschnitten arbeiten, entscheiden sie sich möglicherweise für die Verwendung eines Dorns. Wenn dies der Fall ist, kann es entscheidend sein, wie dieser Dorn passt. Wenn eine Biegewalze Material erhält, misst der Bediener normalerweise den Innen- und Außendurchmesser, um sicherzustellen, dass sie innerhalb des Toleranzbereichs des Walzwerks liegen, und wählt dann einen passenden Dorn aus oder bestellt ihn.

Auch Mühlentoleranzen führen zu Komplikationen. Wenn ein Dorn so bearbeitet wird, dass er an das untere Ende der Toleranz eines Rohrs passt, sich das empfangene Material jedoch am oberen Ende der Toleranz befindet, bietet der Dorn möglicherweise keinen ausreichenden Halt. Umgekehrt kann ein zu enger Dorn das Wachstum und die Schrumpfung des Materials hemmen, was zu örtlicher Verformung führen kann. Wenn die Toleranzen besonders kritisch sind, verlangen Dornwerkzeughersteller mehrere Fuß des Materials, um sicherzustellen, dass der Dorn passt.

Der Designleitfaden von AISC gibt Standardtoleranzen für gebogenen Stahl an, die anhand der Innensehne und der inneren bzw. mittleren Ordinatenanhebung berechnet werden (siehe Abbildung 6). Wenn ein Element 10 Fuß oder weniger lang ist, erlauben die Standardtoleranzen einen Anstieg von +/-0,125 Zoll in der Mitte der Ordinate. „Aber je länger das Mitglied ist, desto mehr Abweichung ist bei diesem Anstieg in der Mitte der Ordinate zulässig“, sagte Pecho. Unabhängig davon können sich die Toleranzen abhängig von verschiedenen Faktoren ändern, die alle im AISC-Leitfaden aufgeführt sind.

Der AISC-Leitfaden enthält jedoch keine Standards für Verzerrungstoleranzen. Wie Pecho erklärte, variieren die Verzerrungstoleranzen von Betrieb zu Betrieb und sogar von Auftrag zu Auftrag. In der Regel zielen viele erstklassige Biegewalzen darauf ab, eine Toleranz von 5 % Wachstum und 5 % Schrumpfung bei quadratischen und rechteckigen Rohren und offenen Formen (im Vergleich zum Nennmaß) einzuhalten, zusammen mit 5 % Ovalität bei runden Formen (siehe Abbildung 7). ). Wenn die Rohrgrößen größer werden – insbesondere bei „Jumbo-Röhrchen“ – kann dieser Toleranzwert für Schrumpfung, Wachstum und Ovalität zwischen 7 % und 10 % liegen und bei Berechnungen mit reduzierter Festigkeit immer noch als akzeptabel angesehen werden.

Bei diesen Zahlen handelt es sich um maximal zulässige Verzerrungstoleranzen, die eine Biegewalze angibt, obwohl typische Arbeiten mit weitaus engeren Toleranzen geformt werden können. „Wir sehen, dass die Verzerrungstoleranzen gebogener quadratischer und rechteckiger Hohlstrukturprofile normalerweise zwischen 1 % und 2 % liegen“, sagte Pecho. Er fügte hinzu, dass man bei genauem Hinsehen die Verzerrung erkennen kann, beispielsweise eine leichte Konkavität an der Innenradiuswand. „Aber es ist immer noch ein strukturell solides Stück.“

Ungeachtet dessen ist die strukturelle Integrität das wahre Maß für die Gebrauchstauglichkeit eines gebogenen Bauteils. Aus diesem Grund geht der AISC-Konstruktionsleitfaden detailliert auf Gleichungen ein, die zeigen, wie sich ein bestimmtes Maß an Verformung auf die Festigkeit des Werkstücks auswirkt. Nachdem die Festigkeit überprüft wurde, bleibt nur noch die Sorge hinsichtlich der Montageanforderungen.

Wie so viele andere in der Metallherstellung können Biegewalzen und Verarbeiter in manchen Fällen dafür sorgen, dass es funktioniert, aber der Prozess erfordert mehr Zeit und Geld. Warum sich die ganze Mühe machen, wenn eine dickere Seitenwand ausreicht? Manchmal überwiegen die Einsparungen bei den Gesamtprojektkosten (Umformzeit, mögliche Verzögerungen usw.) die Kosten für leichter zu biegendes, dickwandigeres Material bei weitem, selbst bei extrem hohen Materialpreisen. Die Berücksichtigung der Verformung gebogener Elemente von Anfang an – mit offener Kommunikation zwischen Konstrukteur, Hersteller und Biegewalze – kann viele unnötige Kopfschmerzen vermeiden.