板材横截面金相分析图像光学显微镜制造厂家
管材弯曲成形原理
管材弯曲是以弯曲力偶矩为主要外加载荷产生的变形过程，对于特殊弯曲工
艺，有时也会附加轴向拉力或压力来实施辅助弯曲成形。由于管材具有空心截面
形状，虽然弯曲的整体变形与板材或棒材弯曲相似，但弯曲过程中金属的流动变
形既不同于板材弯曲，又不同于棒材弯曲，具有其特殊的变形规律性。另外，在
进行理论解析时，又由于选定的材料模型不同而可能得到不同的分析计算结果。
管材弯曲变形规律
管材弯曲的变形规律与其横截面空心且环向封闭结构尺寸有关，弯曲时切向、
径向及横截面周向变形相互影响，并因弯曲方法、材料性能及截面结构尺寸等使
得其变形规律有所不同。
管材弯曲变形的特殊性
管材弯曲时的整体变形方式与板弯曲相似，存在两个完全相反的变形区，即
弯曲外凸侧以切向拉变形为主体，而内凹侧则以切向压变形为主体，在两者之间
存在一个瞬时移动的应变中性层，它是一个可由变形关系确定的几何层。同样，
也存在两个相反的应力分布区及瞬时移动的应力中性层，瞬时应力中性层的概念
较为复杂，通常将弯曲径向应力相等的纤维层定义为应力中性层。按照Hill板弯
曲的理论解析，切向应力在瞬时应力中性层上存在间断和突变，而另一种观点则
认为切向应力在这一层上为零，以保持应力的连续性。实际上，在进入全塑性弯
曲的情况下，如果将Hill板的中性层看作有一定厚度的弹性实体层，在该层的中
心上，两侧作尉方向相反的塑性应力似乎也应是逐渐卸载为零的。另外，与板弯
曲的宽向应力不同，管弯曲时的另一向主应力分布也很复杂。如果认为弯管横截
面圆周方向的应力为主应力，弯曲外凸侧为周向拉应力，内凹侧为周向压应力，
即横截面上周向应力的作用方向没有改变，但如何确定拉应力和压应力的分界线，
目前还没有一个明确的定义。
管材弯曲最显著的变形特点，是沿弯管任一直径方向上材料均不连续，这给
弯曲力学解析造成很大困难。因为弯管直径方向上材料中断，导致径向应变沿直
径方向不连续。如果定义弯曲切向和横截面周向均为主方向，则第三个主方向只
能是管的半径方向。在弯管横截面内、外表面，径向应力应变均应为零，这就使
得薄壁管弯曲应力应变沿管壁厚方向分布的计算非常复杂。如果因管壁厚尺寸远
小于另外两个方向的尺寸，忽略径向应力应变，又使得分析计算弯管壁厚变化陷
于困难。所以，管材横截面径向材料的非连续分布，是导致至今尚未能准确地建
立管材弯曲变形理论的最主要原因之一。
