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回弹对于大口径无缝钢管产品的影响

作者:山东成旭 来源:原创 日期:2019/12/27 9:21:44

回弹对于大口径无缝钢管产品的影响

  回弹是影响大口径无缝钢管零件形状尺寸精度和装配精度的最直接因素,但由于管材的弯曲变形受多种因素的交互影响,很难建立精确的理论表达式预测回弹角的大小。国内外学者通过理论解析计算、试验研究和有限元数值模拟等方法研究回弹的产生机理、变化规律以及预测,力求通过角度补偿的方法使管件满足精度要求。在回弹解析理论研究中,对轴力小于弹性极限的拉伸弯曲及其回弹问题进行了分析,A.ED0M1ATY对轴力在较大范围(达到颈缩点)的拉伸弯曲及其回弹问题进行了研究,这些研究结果揭示了拉伸变形对回弹的抑制作用,为后期的研究工作奠定了一定的基础。 ZHANG等在回弹的理论分析过程中特别强调了变形历史、材料强化模型对残余应力和回弹计算的影响,他的工作较为深入和全面,基本代表了20世纪90年代弯曲理论研究的最新状况。重庆大学的熊淑元运用弹塑性理论推导了弯矩计算公式,考虑了截面畸变以及壁厚的影响,分析了成形角与弯矩及曲率半径的关系,为回弹的深人研究提供了参考,但没有考虑中性层偏移对回弹的影响。AI QURESHI以平面应变为假设,根据梁弯曲理论对大口径无缝钢管弯曲进行了弹塑性分析,推导了回弹角计算公式,分析了外径、壁厚和弹性模量等参数对回弹的影响,并提出了回弹角补偿方案,但是方案的实施需基于大量的试验,其应用具有局限性。西北工业大学的杨合等人在管材塑性弯曲加工领域作了较多研究,部分研究成果已投入使用。

        2003年,张旭光针对弯管的弯曲段和过渡段分别建立了不同的回弹预测解析模型,提出了以刚塑性有限元法计算管材塑性弯曲过程的应力场,结合预测模型实现管材回弹预测的新方法。GU分析了NC薄壁管回弹规律以及几何参数和材料参数对薄壁管回弹的影响规律,为研究其他参数对回弹的影响规律提供了思路。李振强采用解析法建立了大直径薄壁管回弹解析模型,但其忽略了大口径无缝钢管弯曲变形过程中产生的壁厚变化和横截面畸变,与实际情况存在一定误差。 LI HENG等分析了薄壁管几何参数对回弹的影响规律。鄂大辛等基于理想弹塑性变形模式分析了回弹现象,利用沿管材弯曲线切向和壁厚方向的变形关系,推导出基于弯管外侧材料变形卸载后弯曲回弹角的近似计算公式,并基于线性强化模型假设,分析了管材弯曲变形过程中的应力分布,提出在中性层两侧存在的弹性区域可能是导致二次回弹的主要原因。但其分析及计算结果均是在假设径向应力和周向应变为零的前提下得到的,与大口径无缝钢管的实际变形状况存在较大误差。


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