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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