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冷弯厚壁方管残余应力沿截面分布规律的研究
冷弯厚壁方管残余应力沿截面分布规律的研究
摘要：
冷弯加工是一种常用的金属加工方法，可以改变材料的形状和性能。然而，冷弯加工过程中会引入残余应力，这会对材料的稳定性和性能产生负面影响。本文通过实验分析和数值模拟的方法，研究了冷弯厚壁方管在冷弯过程中残余应力沿截面的分布规律。实验结果表明，在冷弯厚壁方管的冷弯过程中，残余应力沿截面呈现出一定的分布规律。这些研究结果对于深入理解冷弯加工过程中的应力演变规律以及优化工艺具有重要意义。
关键词：冷弯；厚壁方管；残余应力；截面分布
1.引言
冷弯加工是一种常用的金属加工方法，它具有高效、节能、环保等优点，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。然而，在冷弯加工过程中，金属材料会发生塑性变形，导致残余应力的产生。这些残余应力会对材料的稳定性和性能产生不利影响，甚至引发裂纹和失效。
2.实验方法
本研究选取了一种常用的冷弯材料——厚壁方管，利用冷弯机进行冷弯加工实验。将厚壁方管安装在冷弯机上，通过调节冷弯机的角度和力度，对方管进行冷弯。冷弯后，使用应力分布测量仪对厚壁方管的截面进行应力测量。
3.实验结果
实验结果显示，冷弯过程中，厚壁方管的残余应力沿截面存在一定的分布规律。在冷弯过程中，残余应力主要集中在厚壁方管外弯曲的凸面上，而内弯曲的凹面上的应力较小。在厚壁方管的纵向和横向截面上，残余应力呈现出不均匀分布的特点。
4.数值模拟
为了更进一步研究冷弯厚壁方管的残余应力分布规律，采用有限元模拟的方法进行数值分析。建立了冷弯厚壁方管的几何模型，并通过模拟冷弯过程，获得了残余应力的分布情况。数值模拟结果与实验结果吻合较好，验证了实验结果的可靠性。
5.结论
本研究通过实验和数值模拟的方法，对冷弯厚壁方管残余应力沿截面的分布规律进行了研究。实验结果表明，在冷弯过程中，厚壁方管的残余应力主要集中在凸面上，呈现出不均匀分布的特点。这些研究结果对于深入理解冷弯过程中的应力演变规律以及优化工艺具有重要意义，并为冷弯加工的实际应用提供了理论依据。
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