小于1D管材弯曲成形的理论研究

发布时间:[2016-10-31]

小于1D管材弯曲成形的理论研究

 关于“小于1D管材弯曲成形的理论研究”,我们知道管材弯曲成形的理论研究是板材弯曲成形领域研究较少的分支之一, 一直沿用的是板材弯曲和梁弯曲的理论。近年来, 对管材弯曲成形的理论研究逐步展开, 其对实践的指导作用也逐步受到重视。在“小于1D管材弯曲成形的理论研究”的技术领域,对管材弯曲成形的理论分析主要集中在如下几方面: 回弹分析, 起皱预测和破裂分析, 对横截面扁化、壁厚变化、中性层偏移和纵向伸长的分析, 以及对管材弯曲过程的力学分析及弯矩分析。关于管材弯曲卸载后的回弹分析,胡忠基于平截面假设, 对中频感应局部加热弯管过程进行了力学分析, 结合Mises 屈服准则获得了加载过程中的轴力和弯矩, 然后基于反向原则获得卸载时的应变中性层偏移角、卸载比例常数和回弹角。该模型针对中频感应局部加热20、12CrMo910 和12Cr 1MoV3 种厚壁管材的大直径弯曲过程建立, 其本构关系假设为理想刚塑性的, 再加之在分析过程中, 作者将未参与弯曲变形的前夹头至管材弯曲部分的直管段和前导辊至塑性变形区的直管段也采用与弯曲段同样的求解方法, 因此其适用性和精度受到一定限制。张旭光采用与文献类似的方法, 建立了数控弯管的弯曲段回弹预测模型, 由于直线段的变形较小, 因此采用梁弯曲理论建立其回弹模型, 这种针对直线段和弯曲段建立不同的回弹预测模型的方法较接近实际。刘志刚等鉴于常用的确定管材弯曲回弹计算公式方法的缺点, 即首先假设为直线型, 但往往经试弯补偿修正后便又失去其原定的线性关系。为此, 他们依据恒力场理论和弹性极限回弹理论, 提出了分段曲线型和折线型的回弹角计算公式, 这对于解决锅炉行业中的 S! 型厚壁管件弯曲卸载后的回弹问题起到了较好的效果。Al􀀁Qureshi HA[ 10] 基于平面应变条件, 将圆管视为空心梁, 采用梁弯曲理论对圆管材弯曲进行了弹塑性分析,提供了一个预测管材弯曲回弹半径和残余应力的方法。在分析过程中还假设材料为理想弹塑性, 横截面上具有一与外载荷平面垂直的对称轴, 忽略起皱和破裂以及包辛格效应。该方法完全忽略了不同弯曲方式的加载条件和边界条件, 以及截面畸变和中性层偏移等, 仅从管截面上的弹塑性应力分布出发进行分析, 因此针对性不强, 并且获得的是卸载前后的弯曲曲率半径间的关系以及残余应力,未求出回弹角。J. E. Miller 等人假设管形状和载荷沿长度方向不变, 描述了一个适用于挤压铝合金矩形管拉弯的二维模型: 取与具有恒定曲率半径1/ k 的刚性模具表面相接触的单位长度的管件为研究对象, 其上作用有轴向拉力T 和内部压力P , 通过调整3 个加载参数增量􀀁k 、􀀁T 和􀀁P 符合设定的加载历史, 从而使该管件成形。其中, 弯曲模由开始的平面逐步变为最后所要求的曲率半径为曲面。采用该模型, 研究了加载路径和拉、压力对回弹的影响。在“小于1D管材弯曲成形的理论研究”的结果中,浙江金马逊机械有限公司的博士后科研团队成功研制0.89D弯曲半径的弯管,为我国获得新的一个世界第一。http://www.king-mazon.com

 

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