[發明專利]一種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法

在審

• 申請號: 201810111614.5
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108460187A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 馮毅雄;高一聰;田欽羽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：針對需要進行回彈預測的彎管件，施加壓邊力到彎管件，彎曲后卸載使其回彈；

步驟2：重復進行步驟1改變壓邊力進行測試獲得薄壁管件彎曲回彈成形極限模型；

步驟3：將彎管件平均分段為各個離散段，構建薄壁管件臨界壓邊力回彈預測模型進行薄壁管件的回彈預測。

2.根據權利要求1所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：所述的大彎角是指管件彎曲的圓心角大于90°。

3.根據權利要求1所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：所述步驟2具體為：

步驟2.1：設定壓邊力初始值，隨時間變化改變壓邊力的數值大小，獲得不同壓邊力下的應變，進而得到隨時間變化壓邊力條件下的應變曲線；

步驟2.2：設定壓邊力初始值，隨位置變化改變壓邊力的數值大小，獲得不同位置不同壓邊力下的應變，進而得到隨位置變化壓邊力條件下的應變曲線；

步驟2.3：根據步驟2及步驟3所得到的隨時間和位置變化壓邊力條件下的兩條應變曲線，建立薄壁管件彎曲回彈成形極限模型，獲得臨界壓邊力條件下彎管件的彎管切向應力。

4.根據權利要求3所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：所述步驟2.3中，具體通過dynaform軟件里面的彎管專用模塊生成彎曲回彈成型極限圖，以彎曲回彈成型極限圖作為薄壁管件彎曲回彈成形極限模型，彎曲回彈成型極限圖包含有臨界壓邊力條件下彎管件的彎管切向應力。

5.根據權利要求1所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：所述的薄壁管件臨界壓邊力回彈預測模型包括臨界壓邊力條件下塑形彎曲力矩回彈角和彈性彎曲力矩回彈角。

6.根據權利要求1所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：所述的步驟3具體為：

步驟3.1：針對每個離散段計算臨界壓邊力條件下的塑形彎曲力矩回彈角和彈性彎曲力矩回彈角；

步驟3.2：對各個離散段的離散段彎曲回彈角(即塑形彎曲力矩回彈角和彈性彎曲力矩回彈角)建立管件空間離散回彈角修正模型進行拼接修正計算總回彈角，完成薄壁管件的回彈預測。

7.根據權利要求1或6所述的種大彎角彎曲成形的薄壁管件變壓邊力回彈精準預測方法，其特征在于：

所述步驟3具體步驟為：

(1)計算塑性彎曲力矩回彈角，公式如下：

其中，△θ^p為塑性彎曲力矩回彈角，M^p為塑性彎曲力矩，E為彈性模量，ρ₀為離散段原始應變中性層曲率半徑，θ為離散段彎曲內角，α為中性層位移角，F為彎管線性強化系數，D為彎管外徑，R為離散段應變層曲率半徑，t為彎曲后管壁厚度，σ_s0為離散段的切向應力；

(2)計算彈性彎曲力矩回彈角，公式如下：

其中，△θ^e為彈性彎曲力矩回彈角，M^e為彈性彎曲力矩，ρ為離散段應變中性層曲率半徑，β為彎管橫截面夾角，d為彎管內徑，I為慣性矩；

(3)建立管件空間離散回彈角修正模型計算總回彈角，公式如下：

其中，△θ為總回彈角，w為修正函數，n為離散段的總數；

上述修正函數w采用以下公式計算：

其中，k_i為彎管離散段的彎曲曲率，τ_i為彎管軸線各離散段初始端點處撓率，初始端點是指各段軸線沿彎曲方向的初始起點，l_i為彎管各離散段的軸線長，i表示離散段的序數，n表示離散段的總數，a為調節因子。