平面应力下薄壁管材连续矫直压弯量力学模型与数值解法

来源：计算力学学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：张子骞,颜云辉,杨会林,王雷

单位：东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳 110004,东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳 110004,东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳 110004,东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳 110004

摘要：薄壁管材在连续矫直过程中,各矫直辊组的压弯量作为核心工艺参数直接决定了薄壁管材的矫直精度。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的压弯量数学模型以指导生产。为此从薄壁管材的结构特点和矫直辊系组成出发,构建了针对压弯量计算的简化悬臂结构模型,基于相关假设和弹塑性相关理论,分别确定了平面应力状态下弹性区和弹塑性区管材横截面的弯矩模型,运用虚功原理建立了矫直辊压弯量力学模型,并给出了数值计算方法,完成了程序开发。经有限元动态仿真试验证明了模型的正确性和适用性,通过对典型管材数据的计算绘制了一系列工艺参数曲线,得到管材轴线弯曲半径和压弯量随管材直径、壁厚和屈服极限的变化关系,为现场压弯量的调整提供理论依据。

关键词：薄壁管材,矫直,压弯量,力学模型,平面应力状态,

基金资助：国家自然科学基金(51374063);中央高校基本科研业务专项基金(N140303009)资助项目.