成形過程中的應(yīng)力狀態(tài)
/ 2021/7/3 12:12:17
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帶鋼在加工成螺旋管坯后，管壁所產(chǎn)生的應(yīng)力主要受到帶鋼成形過程中的成形力大小的影響。根據(jù)塑性變形理論可知，當(dāng)帶鋼成形時(shí)的相對(duì)彎曲半徑等于100時(shí)，塑性變形會(huì)表現(xiàn)得非常明顯，因此，認(rèn)為成形帶鋼的彎曲變形為線性純塑性彎曲。通常情況下，外力對(duì)金屬所做的功，在變形過程中，會(huì)有很大一部分轉(zhuǎn)換成熱能，導(dǎo)致金屬溫度上升，只有極小部分功會(huì)停留在金屬中，在金屬內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。其中，金屬中的大部分儲(chǔ)能為晶格畸變應(yīng)力，主要表現(xiàn)為管壁發(fā)生形變硬化，鋼管的抗拉強(qiáng)度會(huì)增加。同時(shí)，內(nèi)層金屬和萬層金屬分別受到壓力和拉力的作用，會(huì)產(chǎn)生反向的塑性變形，進(jìn)而發(fā)生包辛格效應(yīng)，導(dǎo)致帶鋼的屈服強(qiáng)度下降。
帶鋼的屈服強(qiáng)度會(huì)對(duì)其加工硬化能力和包辛格效應(yīng)產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)帶鋼的屈服強(qiáng)度增加時(shí)，其加工硬化能力會(huì)降低，而包辛格效應(yīng)會(huì)增強(qiáng)。當(dāng)帶鋼的屈服強(qiáng)度超過450MPa時(shí)，因?yàn)榘粮裥?yīng)的的變化會(huì)明顯超過加工硬化能力，此時(shí)會(huì)大致帶鋼的屈服強(qiáng)度降低。除了會(huì)發(fā)生塑性變形外，還可能發(fā)生于彎曲力矩成比例的彈性彎曲變形。當(dāng)彎曲力矩減小時(shí)，如果對(duì)鋼管施加載荷，彎曲力矩與彎曲曲率之間會(huì)呈現(xiàn)線性關(guān)系。
