不锈钢管件有曲角度的实脸结果分析

不锈钢管件的精确弯曲需要准确掌握管件实际弯曲角度，以便于确定弯曲成形极限、管坯下料长度和纵向进给量等工艺参数。因此，将一组实验管件刻线后分别弯曲不同角度，测量平行于弯曲平面的中切面最内侧上弯曲起始点、中间点和终点围成的角度的变化值。将实验侧得的数据与有限元模拟结果对比，如图2。由图可见，数值模拟值与实验测最值十分接近，说明了管件弯曲有限元模型建立的有效性。对比结果显示，不锈钢管件内侧上三点之间的角度随着滚轮转角增大而减小，在转角小于40°时，弯曲角度变化较小;在转角大于80°时，弯曲角度变化比较明显;在转角达到1200°时，弯曲角度为最终成形角度，与滚轮转角相差3°。从图中可以看出，弯曲角度的数值模拟值小于实测值，主要原因是数值模拟没有考虑管材回弹的因素。

   2.2不锈钢管件弯曲变形的有限元分析

   管件弯曲过程中其等效应力分布如图3。图中所示等效应力最大的部位出现在管件弯曲区域的与滚动轮和旋轮接触部位，其弯曲成形后部位的应力值逐渐减小，且沿两端方向应力逐渐减少。不锈钢管件内侧管壁的应力值比外侧管壁要大，说明内壁受到压应力要大于外壁受到的拉应力。外侧管壁由于受旋轮和滚轮的共同作用而在周向和轴向上出现拉应力，该拉应力过大可能造成外侧弯裂;压应力过大可能造成内侧起皱。

   管材弯曲过程中，变形主要集中在弯曲外侧和内侧。图4所示为弯管形状及等效应变分布图，可以看出不锈钢管件弯曲内、外侧的等效应变值明显大于其他部位。不锈钢管件外侧切向伸长变形，沿管线方向的区域相对大.并且分布相对均匀，随着离开弯曲水平中切面，等效应变逐渐减小，在垂直于弯曲平面的中切面附近，产生最小等效应变的区域略微偏向弯管内侧:与不锈钢管件外侧相比，内侧的最大等效应变呈现跳跃式集结分布且跳跃式地向弯管横截面圆周方向延伸，主要原因是弯曲内侧材料受弯曲模刚性表面约束，使不锈钢管件内侧材料处于三向压缩状态所致。因此，当弯曲半径减小或管壁厚增加时，间隔性材料积聚的结果将导致管壁起皱。