陈叶清　骆海贺　刘占增

【摘 要】高强方矩管在成型生产过程中时常出现角隅内侧开裂，本文采用有限元数值模拟仿真计算，对角隅内侧裂纹产生的原因进行了研究。研究表明，角隅内侧在整个成型过程中，有因回弹引起的拉应力，且该处的等效应力-应变曲线的流动在挤压成型阶段超过了材料的真应力-应变试验曲线，超出了材料的塑性成型能力，因此在回弹拉应力的作用下产生裂纹。

【关键词】数值模拟；冷弯成型；裂纹；高强方矩管

1. 前 言

随着全球节能降耗和环境保护要求的不断提高，客车轻量化已成为重要的发展趋势。采用高强度冷弯方矩管替代普通方矩管后，可以减薄壁厚，大幅降低结构自重。然而，高强钢由于具有强度高、延伸率低、变形大、成型反弹大等特点，因而在冷弯成型生产过程中以及用户的二次加工过程中时常出现开裂，而且相当一部分是在管子的角隅内侧开裂。进行高强方矩管冷弯成型数值仿真研究，有助于解释高强方矩管在成型过程中产生裂纹等缺陷的原因，以及提出降低裂纹等缺陷发生概率的工艺优化改进措施。

国内外对方矩形管冷弯成型的研究主要集中在数值仿真、成型工艺和成型缺陷等三方面。成型缺陷方面，伊朗的M.Salmani.Tehrani等[1]利用有限元数值仿真对方矩管局部屈曲进行了分析。此外，伊朗的M. Farzin等[2]借用有限元数值仿真工具，对于冷弯成型过程中屈曲应变极限的确定进行了探讨。日本小奈弘教授（Hiroshi Ona）[3]的高精度冷弯成型工艺以及缺陷的产生机理和解决方法对生产实践具有很高的指导意义。……