矩形截面管塑性彎曲應(yīng)力分析金相圖像顯微鏡
矩形截面管塑性彎曲的近似分析
基于結(jié)構(gòu)的特殊需要，各種材質(zhì)及形狀尺寸的異形截面管不斷涌^工業(yè)領(lǐng)
域，其中．矩形截面管的應(yīng)用范圍較為廣泛，但目前對于矩形截面管彎曲
的變形行為和特征還不十分了解，因此．需要參考矩形截面梁的彎曲理論
．并借助于現(xiàn)有圓管彎曲的近似理論咀及有限元方法，展開矩形截面管彎
曲過程的應(yīng)力應(yīng)變分析。
矩形截面管塑性彎曲應(yīng)力分析
矩形截面管的橫截面長寬比相差不是很大時，外加彎矩的彎曲過程將處
于三維應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，但考慮到目前矩形管彎曲也需借助于相應(yīng)模具的約
束來實施．即彎曲內(nèi)口側(cè)始終被限制在彎模工作凹槽內(nèi)，而位于外凸側(cè)管
壁在彎曲變形區(qū)內(nèi)同樣受到壓緊塊口槽的約束，因此，為了簡化分析，暫
且忽略管坯厚度(垂直f彎曲平面)方向的變形。將彎曲看作平面應(yīng)變問題。
假設(shè)彎曲橫截面始終保持為平截面，并且等效應(yīng)力i與等效應(yīng)變F符臺拉伸
試驗的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。即單一曲線假設(shè)。根據(jù)塑性爭量理論，將彎曲過程
中切向既無伸長又無縮短的金屬層面
中、大截面薄壁矩形管彎曲時，內(nèi)凹側(cè)管壁不僅具有撓曲傾向，而且
很容易因管壁面失穩(wěn)而發(fā)生起皺。受兩側(cè)直管壁及角部面內(nèi)彎曲的影響，
所形成的皺曲與大面積區(qū)域性失穩(wěn)相似，且?guī)в芯植抗鼙谒莸奶卣�，這
與一般板拉深法蘭外緣較密集的起皺方式有很大區(qū)別。另外，由于彎曲切
向拉、壓變形的影響，矩形管彎曲時同樣發(fā)生管壁厚變化，即內(nèi)凹側(cè)管壁
增厚及外凸側(cè)管壁變薄，甚至外凸側(cè)角部發(fā)生開裂等，受角部約束的影響
，壁厚變化沿橫截面的分布因位置和變形條件而異。此外，與所有金屬塑
性變形一樣，矩形管彎曲卸載后同樣會產(chǎn)生回彈。總之，矩形管彎曲變形
機理與圓管彎曲基本相同，可能產(chǎn)生的缺陷形式也與圓管彎曲有一定的相
似性，但因橫截面結(jié)構(gòu)不同使得缺陷產(chǎn)生的規(guī)律性更為復(fù)雜。
矩形截面管彎曲的有限元分析
為了研究矩形截面管彎曲變形，利用有限元方法進行了大量的模擬工作
，借以輔助分析彎曲應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律及其可能發(fā)生的彎曲成形缺陷。
