高强钛管数控弯曲卸载回弹行为研究

高强钛管数控弯曲卸载回弹行为是高性能轻量化管件精确成形技术研究、发展及应用迫切需要解决的关键基础科学问题。本项目从高强钛管性能特点、数控弯曲变形历史和变形特点出发，研究不同加载条件下高强钛管的弹性模量和塑性应变比的变化规律与表征模型，揭示弹性模量和塑性应变比及其变化与织构的关联关系；建立基于Hill48各向异性屈服准则和Chaboche非线性混合强化模型，并考虑弹性模量和塑性应变比变化的弹塑性本构关系;研究建立能精确计算高强钛管数控弯曲回弹的有限元模型；分析高强钛管数控弯曲卸载后的回弹特征，并从管材性能特点及其在数控弯曲全过程中的变形历史和变形特点出发，揭示其形成机制；研究并揭示高强钛管在材料性能波动和不同模具、工艺、几何条件下数控弯曲的回弹响应行为；建立考虑多因素影响的高强钛管数控弯曲回弹预测与控制模型。研究结果对发展高性能轻量化构件精确塑性成形先进理论与技术具有重要意义。

针对高性能轻量化管件精确成形技术研究、发展及应用迫切需要掌握的高强钛管数控弯曲卸载回弹行为，本项目从高强钛管性能特点、数控弯曲变形历史和变形特点出发开展了系统研究。研究了高强钛管的弹性模量和收缩应变比的变化规律与表征难题，揭示了弹性模量和收缩应变比变化的微观机制，建立了考虑弹性模量和收缩应变比变化的弹塑性本构关系；研究建立了能精确计算高强钛管数控弯曲回弹的有限元模型，确定了无起皱和破裂缺陷发生的高强钛管数控弯曲模具、工艺和几何条件范围；分析了截面扁化和不贴模对回弹前后弯曲半径的影响，揭示了高强钛管数控弯曲卸载后的回弹特征及其形成机制；揭示了高强钛管在材料性能波动和不同几何条件下数控弯曲的回弹响应行为，建立了考虑多因素影响的高强钛管数控弯曲回弹预测与控制模型。研究结果对发展高性能轻量化构件精确塑性成形先进理论与技术具有重要意义。