板材橫截面金相分析圖像光學顯微鏡制造廠家
管材彎曲成形原理
管材彎曲是以彎曲力偶矩為主要外加載荷產生的變形過程，對于特殊彎曲工
藝，有時也會附加軸向拉力或壓力來實施輔助彎曲成形。由于管材具有空心截面
形狀，雖然彎曲的整體變形與板材或棒材彎曲相似，但彎曲過程中金屬的流動變
形既不同于板材彎曲，又不同于棒材彎曲，具有其特殊的變形規律性。另外，在
進行理論解析時，又由于選定的材料模型不同而可能得到不同的分析計算結果。
管材彎曲變形規律
管材彎曲的變形規律與其橫截面空心且環向封閉結構尺寸有關，彎曲時切向、
徑向及橫截面周向變形相互影響，并因彎曲方法、材料性能及截面結構尺寸等使
得其變形規律有所不同。
管材彎曲變形的特殊性
管材彎曲時的整體變形方式與板彎曲相似，存在兩個完全相反的變形區，即
彎曲外凸側以切向拉變形為主體，而內凹側則以切向壓變形為主體，在兩者之間
存在一個瞬時移動的應變中性層，它是一個可由變形關系確定的幾何層。同樣，
也存在兩個相反的應力分布區及瞬時移動的應力中性層，瞬時應力中性層的概念
較為復雜，通常將彎曲徑向應力相等的纖維層定義為應力中性層。按照Hill板彎
曲的理論解析，切向應力在瞬時應力中性層上存在間斷和突變，而另一種觀點則
認為切向應力在這一層上為零，以保持應力的連續性。實際上，在進入全塑性彎
曲的情況下，如果將Hill板的中性層看作有一定厚度的彈性實體層，在該層的中
心上，兩側作尉方向相反的塑性應力似乎也應是逐漸卸載為零的。另外，與板彎
曲的寬向應力不同，管彎曲時的另一向主應力分布也很復雜。如果認為彎管橫截
面圓周方向的應力為主應力，彎曲外凸側為周向拉應力，內凹側為周向壓應力，
即橫截面上周向應力的作用方向沒有改變，但如何確定拉應力和壓應力的分界線，
目前還沒有一個明確的定義。
管材彎曲最顯著的變形特點，是沿彎管任一直徑方向上材料均不連續，這給
彎曲力學解析造成很大困難。因為彎管直徑方向上材料中斷，導致徑向應變沿直
徑方向不連續。如果定義彎曲切向和橫截面周向均為主方向，則第三個主方向只
能是管的半徑方向。在彎管橫截面內、外表面，徑向應力應變均應為零，這就使
得薄壁管彎曲應力應變沿管壁厚方向分布的計算非常復雜。如果因管壁厚尺寸遠
小于另外兩個方向的尺寸，忽略徑向應力應變，又使得分析計算彎管壁厚變化陷
于困難。所以，管材橫截面徑向材料的非連續分布，是導致至今尚未能準確地建
立管材彎曲變形理論的最主要原因之一。
