金属管材金属变形的几何形状分析检测显微镜
弯管滞后回弹的认知意义及方法
塑性弯曲不能满足金属变形的几何形状连续性要求，卸载后产生瞬时
回弹，又因内部原子结构重新调整、残余应力和部分弹性变形能逐渐释放
或其他原因，导致弯管在无外力作用下随时间的推移缓慢地产生滞后回弹
，是一种新的反弹性后效现象。采用微观结构观测和流变力学分析相结合
的方法，探索驱动滞后回弹的内部动力源，揭示其形成机制及产生规律，
有助于加深认识和全面理解金属回弹的实质，丰富塑性变形理论，促进宏
观弹塑性力学逐步向微观层次延伸及精确塑性成形技术发展，同时为系统
建立金属流变力学和塑性应变微结构力学提供新的思路。
通过金属管材回转牵引弯曲的大量试验，观察到明显的滞后回弹现象
。提出了一种新的模型，即认为滞后回弹与应变硬化有关，作为对弯管滞
后回弹进行解析的一种尝试。基于该模型，推导了瞬时回弹、滞后回弹以
及总回弹量的表达式。另外，有限元分析作为辅助研究方法，被用来研究
应力分布并计算回弹量。通过比较，计算值与试验值基本吻合较好。弯曲
试验结果表明，lCrl8Ni9Ti不锈钢管的弯曲滞后回弹量较大，具有一定的
典型特征。研究还表明，弯管滞后回弹随相对弯曲半径增大而增加。研究
初期，作为对该变形行为进行解析的一种尝试，假设这类钢管的滞后回弹
源于应变硬化。利用修正系数对近似计算公式进行修正以后，总回弹和滞
后回弹的解析值与相应的试验值有一定的吻合程度。此外，有限元分析显
示管材弯曲卸载后存在较大的残余应力，这似乎也与新模型相符合。解析
、试验及有限元分析结果表明，管材弯曲卸载后的总回弹量与相对弯曲半
径尺。
浅析滞后回弹现象及其起因
虽然现有关于金属变形回弹现象的理论及有限元研究很多，但几乎都
是基于同一种假设，即认为回弹是瞬时的(未考虑时间依赖性)。一般认为
，上述假设带来的回弹预测误差在可能接受的范围之内。然而，近年来对
大量弯管试验结果的研究表明，由于忽略回弹的滞后性(时间依赖性)，在
有些情况下会引入明显的计算误差。这种现象已成为进一步精化回弹预测
过程中必须克服的障碍，因此，有必要对它们的成因和动力学机理进行探
讨。
