摘要

针对传统的金属管材分离技术存在生产效率低、能耗高以及浪费原材料等问题,采用了一种新的管材分离方法,利用偏心加载工艺和应力集中效应促使管材表面环状V形槽底尖端处快速萌生疲劳裂纹并控制疲劳裂纹的稳定扩展。描述了管材的偏心循环加载疲劳断裂分离装置的工作原理,推导出了疲劳加载下管材V形槽根部裂纹是否起裂的判断公式。设计了线性递减、多层阶梯递减、1/4凸弧递减和1/4凹弧递减四种实验控制曲线,针对304不锈钢管材进行实验研究,实现了管材的精密分离。实验结果表明,利用V形槽的应力集中效应,在偏心加载力的持续作用下,加载频率采用多层阶梯递减控制曲线由高到低地逐渐降低加载频率,能够保证管材V形槽根部裂纹的快速萌生和稳定扩展,并可实现管材快速断裂,获得良好的断面质量。