管材弯曲中应变中性层位移的分析_鄂大辛.pdf

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1、第45卷第3期机械工程学报Vol.45No.32009年3月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMar.2009DOI：10.3901/JME.2009.03.307管材弯曲中应变中性层位移的分析121鄂大辛郭学东宁汝新(1.北京理工大学材料科学与工程学院北京100081；2.吉林大学力学系长春130025)摘要：在管材弯曲变形系统研究中，为了进一步揭示管材弯曲的变形机理并促进管材精确弯曲和数字化弯曲技术的快速发展，利用板弯曲理论在平面应变条件下推导出弯管应变中性层半径和外侧管壁厚变薄量的近似计算公式，并且在考虑弯曲外侧管壁厚变薄的情况下分析弯管应变中性层沿

2、半径方向的变化。根据应变中性层半径与弯曲半径之比小于1的关系，证明弯曲过程中应变中性层向弯曲中心移动。指出应变中性层的内移量与相对弯曲半径成反比。根据部分弯曲试验和有限元模拟结果的比较，证明管壁厚变薄计算相对准确，但由于忽略了垂直于弯曲平面方向的变形影响，且未计入材料性能参数而导致计算值偏大，有待进一步修正。关键词：管材弯曲应变中性层相对弯曲半径壁厚减薄中图分类号：TG386.3AnalysisofStrainNeutralLayerDisplacementinTube-bendingProcess121EDaxinGUOXuedongNINGRuxin(1.SchoolofMat

3、erialScienceandEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081;2.DepartmentofMechanics,JilinUniversity,Changchun130025)Abstract：Intheseriesstudyofthetube-bendingdeformation,inordertorevealthedeformationmechanismoftubebendingandpromotetherapiddevelopmentofaccuratetubebendinganddigitalben

4、dingtechnology,theapproximatecalculationformulaeofthestrainneutrallayerradiusandthethicknessattenuationofouter-lateraltube-wallarededucedonthebasisoftheplate-bendingtheoryandundertheplanestrainconditions,andthechangesofthestrainneutrallayeralongradiusareanalysedwiththeconsiderationofthethinnin

5、gofthicknessofouter-lateraltube-wall.Giventhattheratioofthestrainneutrallayerradiusandbendingradiusissmallerthan1,itisprovedthatthestrainneutrallayermovestowardsthebendingcenterduringtheprocessoftube-bending.Inaddition,itispointedthattheamountofmovementtowardscenterofthestrainneutrallayerisinv

6、erselyproportionaltotherelativebendingradius.Accordingtothecomparisonbetweenthetube-bendingtestandfiniteelementsimulationresults,thecalculationoftube-wallthinningisprovedtoberelativelyaccurate,butsinceitdoesnotincludetheeffectsofdeformationperpendiculartothedirectionofthebendingplaneinmaterial

7、propertyparameters,thecalculatedvalueisonthehighsideandneedsfurthermodification.Keywords：Tube-bendingStrainneutrallayerRelativebendingradiusTube-wallthickness杂的弹塑性变形问题。弯曲外侧管壁厚减薄，内侧*0前言管壁厚增厚，与板弯曲类似，弯曲内、外侧之间存[6]在一个应变中性层。弯管应变中性层位置的确基于管材弯曲构