[发明专利]一种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法

权利要求书

1.一种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：针对需要进行回弹预测的弯管件，施加压边力到弯管件，弯曲后卸载使其回弹；

步骤2：重复进行步骤1改变压边力进行测试获得薄壁管件弯曲回弹成形极限模型；

步骤3：将弯管件平均分段为各个离散段，构建薄壁管件临界压边力回弹预测模型进行薄壁管件的回弹预测。

2.根据权利要求1所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：所述的大弯角是指管件弯曲的圆心角大于90°。

3.根据权利要求1所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：所述步骤2具体为：

步骤2.1：设定压边力初始值，随时间变化改变压边力的数值大小，获得不同压边力下的应变，进而得到随时间变化压边力条件下的应变曲线；

步骤2.2：设定压边力初始值，随位置变化改变压边力的数值大小，获得不同位置不同压边力下的应变，进而得到随位置变化压边力条件下的应变曲线；

步骤2.3：根据步骤2及步骤3所得到的随时间和位置变化压边力条件下的两条应变曲线，建立薄壁管件弯曲回弹成形极限模型，获得临界压边力条件下弯管件的弯管切向应力。

4.根据权利要求3所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：所述步骤2.3中，具体通过dynaform软件里面的弯管专用模块生成弯曲回弹成型极限图，以弯曲回弹成型极限图作为薄壁管件弯曲回弹成形极限模型，弯曲回弹成型极限图包含有临界压边力条件下弯管件的弯管切向应力。

5.根据权利要求1所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：所述的薄壁管件临界压边力回弹预测模型包括临界压边力条件下塑形弯曲力矩回弹角和弹性弯曲力矩回弹角。

6.根据权利要求1所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：所述的步骤3具体为：

步骤3.1：针对每个离散段计算临界压边力条件下的塑形弯曲力矩回弹角和弹性弯曲力矩回弹角；

步骤3.2：对各个离散段的离散段弯曲回弹角(即塑形弯曲力矩回弹角和弹性弯曲力矩回弹角)建立管件空间离散回弹角修正模型进行拼接修正计算总回弹角，完成薄壁管件的回弹预测。

7.根据权利要求1或6所述的种大弯角弯曲成形的薄壁管件变压边力回弹精准预测方法，其特征在于：

所述步骤3具体步骤为：

(1)计算塑性弯曲力矩回弹角，公式如下：

其中，△θ^p为塑性弯曲力矩回弹角，M^p为塑性弯曲力矩，E为弹性模量，ρ₀为离散段原始应变中性层曲率半径，θ为离散段弯曲内角，α为中性层位移角，F为弯管线性强化系数，D为弯管外径，R为离散段应变层曲率半径，t为弯曲后管壁厚度，σ_s0为离散段的切向应力；

(2)计算弹性弯曲力矩回弹角，公式如下：

其中，△θ^e为弹性弯曲力矩回弹角，M^e为弹性弯曲力矩，ρ为离散段应变中性层曲率半径，β为弯管横截面夹角，d为弯管内径，I为惯性矩；

(3)建立管件空间离散回弹角修正模型计算总回弹角，公式如下：

其中，△θ为总回弹角，w为修正函数，n为离散段的总数；

上述修正函数w采用以下公式计算：

其中，k_i为弯管离散段的弯曲曲率，τ_i为弯管轴线各离散段初始端点处挠率，初始端点是指各段轴线沿弯曲方向的初始起点，l_i为弯管各离散段的轴线长，i表示离散段的序数，n表示离散段的总数，a为调节因子。