金屬管材拉伸試驗測橫截面金相分析圖像顯微鏡
管與板成形性及成形極限的異同
金屆薄壁管與薄板有一定相似之處，就是它們的厚度與面內尺寸相比
均較小，都屬于具有薄壁結構的金屬型材。但也有完全不同之處，即薄板
的長和寬是開放且有界的，薄壁管僅在軸線方向開放有界，而面內另一方
向的橫截面圓周方向卻是封閉即無邊界的。這表明，它們在厚度和長度方
向有相似性，但另一個面內方向則是完全不同的。彎曲變形時，板坯在任
意方向的材料連續分布，彎管僅在軸向和橫截面圓周方向保持材料連續，
而任一直徑方向上的材料都呈間斷的不連續分布。這使得管彎曲變形的多
重非線性耦臺條件中，叉增加了一個村料沿橫截面衽向的不連續條件，這
種材料和幾何的不連續直接導致徑向流動變形不連續，而且沿任意管橫截
面半徑方向均產生宏觀的應力不連續。另外，板坯的周界通常是剪切斷面
。包括最終成形后的起皺、橘皮等缺陷�？勺鳛閺U料被剪切分離，并不影
響產品的成形質量管坯表面是拉拔、軋制或擠壓等二次塑性加工面，彎曲
成形后則成為構件表面，且其表面性狀直接影響到管形構件的成形質量。
此外-板材可通過單向拉伸試驗測算出它的厚向異性，這對板成形性和成形
極限分析是一個非常重要的材料參數：但管村的各向異性理論至今沒能建
立，也沒能開發出檢測及標定其各向異性的方法．這使得管彎曲成形性和
成形極限分析時只能忽略各向異性的影響。由此可見，管材彎曲變形解析
時．需要更多的近似假設和簡化條件，這也是管材彎曲理論發展緩慢的主
要原因。
管村彎曲生產中的成形極限分析既涉廈力學又與工程相關．失穩破壞
只是判定其成形極限的一個方麗，但目前即便是對失穩的分析，也只能借
助于板材成形的相關理論。目前還沒有建立起管材FLC或FLSC的理論和試驗
方法，即使能夠利用各種薄壁結構專用有限元軟件直接模擬出管彎曲的FLD
，但園存在諸多不確切凼素無法解釋而幾乎投有實用價值。從另一個角度
來看，薄板和薄壁管塑性成孵有著各自不同的成形性和成形極限指標．板
的成形極限通常僅涉及破裂和起皺(非硬性指標)，而管彎曲則因其服役特
點使得成形極限的定義受到諸多質量因素的左右。因為管材彎曲成形極限
除去出失穩破壞和管壁塌陷(機構損壞)為明顯標志咀外，還包括各種壁厚
變化、橫截面扁化畸變程度及回彈角度和回彈半徑等約束條件，并且這些
約束條件還固行業、使用場臺和使用條件不同R有著很大的區別。
