[发明专利]一种确定管材数控弯曲回弹角的方法

摘要

一种确定管材数控弯曲回弹角的方法，基于平衡条件，提出了一种考虑弹性模量变化、壁厚变化、中性层偏移的管材弯曲回弹计算方法，以提高回弹预测精度，从而实现对弯管成形的精确控制。本发明考虑了管材弯曲过程中的弹性模量变化、壁厚变化、中性层偏移的管材弯曲回弹计算方法，提高了回弹预测精度，具有一定的普适性，可用于管材弯曲回弹的初步预测，并对研究各参数对回弹的影响具有重要指导作用。

主权项

1.一种确定管材数控弯曲回弹角的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定应力/应变中性层偏移量De和屈服点处的应变εs；步骤2，确定管材弯曲外侧弹塑性分界处与几何中性层之间的夹角α和弯曲内侧弹塑性分界处与几何中性层之间的夹角β；步骤3，确定弯管截面上随位置变化的壁厚t和随塑性变形变化的弹性模量Eu：根据式(5)确定弯管截面上随位置变化的壁厚t：其中，为管材横截面外表面上某一点与对称轴之间的夹角，确定随塑性变形变化的弹性模量：通过管材横截面上某一点到管材几何中性层的距离y、弯管的轴向应变ε_θ和弯管的等效应变确定所述弹性模量；具体过程是：Ⅰ确定管材横截面上某一点到管材几何中性层的距离y根据式(6)确定管材横截面上某一点到管材几何中性层的距离y：Ⅱ确定弯管的轴向应变εθ根据式(7)确定弯管的轴向应变εθ：Ⅲ确定弯管的等效应变根据式(8)确定弯管的等效应变根据确定的管材横截面上某一点到管材几何中性层的距离y、弯管的轴向应变ε_θ和弯管的等效应变确定所述弹性模量；根据式(9)确定随塑性变形变化的弹性模量Eu：其中，Ea为弹性模量随塑性变形的稳定值，ξ为系数；步骤4，确定管材弯曲时轴向应力σθ分布：根据式(10)得到弯曲时管材的轴向应力σθ分布：其中，ν为泊松比；K为管材的强化系数；εθ为管材弯曲时的轴向应变；b为管材的材料常数；n为管材的硬化指数；E0为管材的初始弹性模量；步骤5，确定管材回弹时轴向应力△σθ分布：根据式(11)确定管材回弹时的轴向应力△σθ分布：其中，ρe为回弹半径；y为某一点到管材几何中心的距离；步骤6、确定管材回弹后残余轴向应力分布：根据式(12)得到回弹后残余轴向应力分布：步骤7，确定回弹角△θ：根据式(13)和(14)确定回弹前外侧塑性变形区各轴向力之和C1、回弹前内侧弹性变形区各轴向力与外侧弹性变形区各轴力之和C2、回弹前内侧塑性变形区各轴向力之和C3、C4为回弹时外侧塑性变形区各轴向力之和的‑(ρe+De)倍、C5为回弹时内侧弹性变形区各轴向力与外侧弹性变形区各轴向力之和的‑(ρe+De)倍、C6为回弹时内侧塑性变形区各轴向力之和的‑(ρe+De)倍：其中，M为弯管弯曲截面面积，根据式(14)得到：M＝t2+2tr    (14)式中，r为管材内半径；根据式(15)得到弯管回弹后的曲率根据式(16)得到弯管的回弹角△θ：其中，θ为回弹前的弯曲角；ρ为弯曲半径。