Умение рассчитать массу металла — ключевой навык для инженеров, конструкторов, снабженцев. Знания необходимы для оценки потребности в материалах, планирования перевозок, анализа нагрузок на конструкции, оптимизации раскроя. В основе вычислений лежит универсальная формула расчета веса: масса = объем×плотность.
Как рассчитать массу конструкции
Для начала стоит разобраться с расчетом для простых форм:
- объем прямоугольного бруска L×W×H (длина × ширина × высота/толщина);
- объем цилиндра πr²h;
- объема трубы π/4×(D²−d²)×L.
При вычислении часто требуется перевести мм в метры кубы.
Сколько весит листовой металл
После определения объема переходят к дальнейшим вычислениям по основной формуле. Для примера можно рассчитать вес листа 1×2 м:
- перевести толщину в метры: 2 мм = 0.002 м;
- рассчитать объем: 1 м×2 м×0.002 м = 0.004 м³;
- умножить на плотность стали 7850 кг/м³, получив 31.4 кг.
Вес листа сталь 1 м² толщиной 2 мм составляет 15.7 кг. Для модели 1.25×2.5 м проводится расчет по аналогичной формуле.
Исторический экскурс
Связь между объемом, плотностью и массой блестяще доказал Архимед. По легенде, он погрузил корону царя Гиерона в воду и измерил объем вытесненной жидкости. Объем короны оказался больше, чем у золотого слитка аналогичной массы, что доказало наличие в сплаве менее плотного металла. Так родился фундаментальный закон, названный в честь автора.
Формулы расчета массы для разных сечений и видов металлопроката
Для металлических изделий используют удобные формулы, выведенные из основной. Теоретический вес металлопроката – масса, рассчитанная на основании геометрических размеров, стандартной плотности.
Сортовой прокат
Для стандартного сортового проката используются формулы:
- Формула расчета веса калибровочного стального круга за метр: Диаметр²×0.006165×Длина.
- Расчет веса квадратного прутка: Сторона²×0.00785×Длина.
- Расчет веса шестигранника: Размер под ключ²×0.0068×Длина.
- Расчет веса полосы: Толщина×Ширина×0.00785×Длина.
Коэффициент теоретического веса металлоизделия вычисляется с учетом геометрических характеристик. Так, значение 0.006165 получено из выражения π/4 / 1000000×7850, что учитывает перевод площади из мм² в м² и плотность стали.
Фасонный прокат
Для расчета веса равнополочного уголка применяют формулу: Ширина×Толщина полки×2×0.00785×Длина. При вычислении важно заранее привести значения в одинаковые единицы длины. Для определения массы неравнополочного уголка требуются более сложные вычисления. Здесь на помощь приходит сортамент веса металлопроката по ГОСТу. Все базовые значения есть в открытом доступе - по типу материала.
Теоретический расчет веса двутавра и швеллера учитывает номер профиля (высоты стенки) и толщину полок: необходимую информацию есть в таблицах ГОСТ.
Трубный прокат
Расчет веса трубы круглой формы основан на определении объема стенки. Для вычисления используют формулу (D - S)×S×0.02466, где:
- D - наружный диаметр трубы;
- S - толщина стенки трубы.
Вес профильной прямоугольной трубы считается иначе: [2×стороны профиля - 4S]×S×0.00785.
Арматура
Расчет веса арматуры по диаметру осуществляется по формуле для круга, но имеет свой коэффициент. Для стальной арматурной стали класса А500С, А240 (А-I) применяется коэффициент 0,00617, поскольку периодический профиль незначительно влияет на массу. Для более точных расчетов, особенно для металлоизделий с усиленным профилем (А500СП), рекомендуется использовать сортамент арматуры по ГОСТ. Таблица стандартов позволяет применить максимально точные коэффициенты для вычислений.
Профессиональные инструменты вычислений
Эксперты рекомендуют для вычислений использовать специализированные инструменты, справочники:
Практические нюансы
Расчетный вес горячекатаного, холоднокатаного листа, как и любого другого металлопроката, может незначительно отличаться от реальной: всему виной допуски и отклонения массы при производстве. Стандартные допуски регламентируются ГОСТами. Например, для горячекатаного листа по ГОСТ 19903-2015 допуск по массе может достигать +5/-3% для толстых листов и до +10/-5% для тонких. Для ответственных расчетов фактический вес партии определяют взвешиванием. Точность измерений определяется характеристиками применяемого оборудования. При этом погрешность расчета веса часто возникает из-за округления плотности.
Пересчет кг в тонны и наоборот важен для коммерческих вычислений. Цена за тонну цена за метр легко пересчитывается с учетом ключевых технических параметров.
Если проводится раскрой металла и вес отходов закладываются в себестоимость, это влияет на цену конечного изделия. Для ручных расчетов рекомендуется пользоваться таблицей плотности распространенных металлов, сплавов.
Точные значения прочности зависят от состава, особенностей производства, назначения.
Практические нюансы: толщина листа мм расчет и особенности
Вес горячекатаного листа имеет большие отклонения, чем вес холоднокатаного листа или калиброванного круга. Округление результатов до кг приводит к дополнительной погрешности расчета. В коммерческой деятельности важным является корректный пересчет м² в м³. В себестоимость конечного изделия всегда закладывается масса отходов, образующихся при раскрое металла.
При расчетах берется коэффициент использования металла (КИМ) - экономический показатель, рассчитываемый как отношение чистой массы готового изделия и исходной заготовки. Для лазерной резки листа КИМ составляет 0,7-0,9 (70-90%).
Заключение
Владея справочной информацией, легко сделать расчет веса нержавейки, чугуна, алюминия, меди. Для повседневных задач подходят API/скрипт калькулятора металла или созданные в Excel таблицы. С их помощью планируются нагрузка и транспортировка по весу любых крупных металлоконструкций.
