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第1章 金属管材制造及其力学性能1

1.1 管材的用途及其制造工艺1

1.1.1 无缝金属管的特点、分类及其用途1

1.1.2 金属管材制造工艺简介4

1.2 管材拉伸类力学性能及研究9

1.2.1 小直径管材轴向拉伸试验10

1.2.2 管材轴向拉伸的应力应变分析及其通解13

1.2.3 管内侧壁无径向位移的拉伸应力应变解析49

1.2.4 管内、外侧壁均向心移动的拉伸失稳应力解析55

1.2.5 管内、外侧壁相向移动的拉伸颈缩应力解析59

1.2.6 管材拉伸平面应力解61

1.2.7 管段环向拉伸试验及有限元分析73

1.3 管材压缩类力学性能测试及研究91

1.3.1 管材轴向压缩试验91

1.3.2 管段径向压缩试验100

第2章 管材弯曲工艺、模具及设备127

2.1 管材弯曲概述127

2.1.1 弯管形构件的用途及其未来的应用前景127

2.1.2 管材弯曲工艺及其特点132

2.2 管材弯曲成形方法及分类135

2.2.1 管材常规无芯弯曲135

2.2.2 管材填充弯曲139

2.2.3 加热弯曲147

2.2.4 管材数控弯曲成形152

2.2.5 特种弯管工艺简介157

2.3 异形截面管及其弯曲164

2.3.1 异形截面管的分类、特点及用途164

2.3.2 矩形截面管弯曲简介166

2.3.3 异形截面管弯曲简介168

2.4 弯曲模具及弯管机简介171

2.4.1 回转牵引弯曲模具简介172

2.4.2 普通弯管机简介174

2.4.3 数控弯管机简介178

2.4.4 管形测量机及其应用现状181

第3章 管材弯曲成形原理及其力学分析184

3.1 管材弯曲成形原理184

3.1.1 管材弯曲变形规律184

3.1.2 管材的材料模型讨论187

3.1.3 管材弯曲力矩的近似解191

3.2 管材弯曲应力应变分析199

3.2.1 管材弯曲的简单应力解（初等理论）199

3.2.2 刚塑性管材弯曲平面应变解203

3.2.3 线性强化管材弯曲平面应变解211

3.2.4 幂强化管材弯曲的平面应变解214

3.3 管材回转牵引弯曲刚塑性平面应变分析217

3.3.1 考虑弯模反力及附加拉力的应力解析217

3.3.2 弯曲变形分析221

3.4 数控弯管附加拉力的分析223

3.4.1 具有附加拉力管材弯曲的应力解析223

3.4.2 弯曲应力分布的有限元分析227

3.4.3 附加拉力对管材弯曲变形的影响228

3.4.4 弯管附加拉力的控制233

3.5 管材弯曲中性层分析235

3.5.1 管材弯曲中性层的分类及特点235

3.5.2 弯管壁厚变化对应变中性层位移的影响241

3.6 矩形截面管塑性弯曲的近似分析244

3.6.1 矩形截面管塑性弯曲应力分析244

3.6.2 矩形截面管弯曲变形分析247

3.6.3 矩形截面管弯曲的有限元分析252

3.7 管材弯曲成形性及影响因素259

3.7.1 管材力学性能对弯曲成形性的影响260

3.7.2 管材相对壁厚对弯曲成形性的影响263

3.7.3 弯模间隙对弯曲成形性的影响265

3.7.4 弯曲速度对弯曲成形性的影响268

3.7.5 助推方式对弯曲成形性的影响273

3.7.6 摩擦对弯曲成形性的影响279

第4章 管材弯曲有限元模拟283

4.1 有限元技术简要概述283

4.1.1 有限元理论的发展283

4.1.2 有限元模拟的基本思想和实施步骤285

4.1.3 有限元模拟在管材弯曲中的应用286

4.2 管材弯曲有限元仿真前处理287

4.2.1 管材弯曲CAD简化模型287

4.2.2 网格划分与单元技术288

4.2.3 材料模型293

4.2.4 接触与摩擦297

4.2.5 边界条件及求解参数设置299

4.3 管材弯曲有限元模型提交、运算及后处理300

4.3.1 管材弯曲求解描述及其算法300

4.3.2 管材弯曲有限元仿真后处理302

4.3.3 异形截面管弯曲的有限元模拟应用实例306

4.4 管材弯曲有限元仿真的现存问题及发展趋势308

第5章 管材弯曲成形缺陷的产生及预测和控制310

5.1 弯曲成形质量、缺陷及分类310

5.1.1 管材弯曲成形质量310

5.1.2 管材弯曲质量缺陷及分类312

5.2 弯管壁厚变化及其预测316

5.2.1 弯管壁厚变化的形成机制317

5.2.2 弯管壁厚变薄及拉裂322

5.2.3 弯管壁厚增厚及起皱329

5.3 弯管横截面扁平化畸变及其预测346

5.3.1 弯管横截面扁化畸变及其形成347

5.3.2 弯管横截面扁平化畸变分析350

5.3.3 弯管横截面扁化畸变的理论分析355

5.3.4 变形条件对弯管横截面畸变的影响361

5.4 弯管回弹及其预测367

5.4.1 管材弯曲回弹及其形成367

5.4.2 线性强化管材弯曲回弹的简化解析371

5.4.3 幂强化管材弯曲回弹的数值解380

5.4.4 幂强化管材弯曲回弹的工程解389

5.4.5 弯管横截面畸变干涉的弯曲回弹解析394

5.4.6 数控弯管中附加拉力及应变中性层位移对弯曲回弹的影响408

5.4.7 材料性能及变形条件对弯管回弹的影响419

5.4.8 浅析滞后回弹现象及其起因426

5.5 弯管成形缺陷的控制441

5.5.1 弯管壁厚变化的控制442

5.5.2 弯管横截面畸变的控制446

5.5.3 弯管回弹的预测及补偿控制449

第6章 管材弯曲成形性及成形极限452

6.1 管材塑性弯曲成形极限分析452

6.1.1 变形的塑性极限与塑性成形极限452

6.1.2 管材弯曲成形性及成形极限455

6.1.3 管材弯曲质量对成形极限的约束459

6.2 管材力学性能与弯曲成形极限461

6.2.1 伸长率与最小相对弯曲半径461

6.2.2 应变强化系数与最小相对弯曲半径464

6.2.3 抗拉强度与最小相对弯曲半径469

6.3 弯管变形缺陷限制的工程弯曲成形极限474

6.3.1 弯管壁厚变形对工程弯曲成形极限的制约474

6.3.2 弯管横截面扁化对工程弯曲成形极限的制约477

6.3.3 弯管横截面内、外形畸变对工程弯曲成形极限的制约480

6.3.4 弯管缺陷的关联性与弯曲成形极限483

第7章 管材弯曲研究的简单回顾、现状及发展489

7.1 管材弯曲理论及成形缺陷的研究489

7.1.1 管材弯曲变形机理及有限元模拟的研究490

7.1.2 弯管壁厚变化的研究493

7.1.3 弯管横截面扁化畸变的研究496

7.1.4 弯管回弹的研究497

7.2 管材弯曲工艺的研究502

7.2.1 管材弯曲工艺方法的研究502

7.2.2 管材弯曲工艺条件的研究504

7.3 管材弯曲技术研究的发展507

7.3.1 管材弯曲技术的发展方向507

7.3.2 管材弯曲理论研究的发展方向510

结束语514

参考文献516

作者发表的与管材弯曲相关的论文及著作521