考虑成卷-展平过程的冷弯残余应力分析

残余应力的分布状态不仅会影响冷弯型钢的负荷能力，而且对材料的疲劳强度及耐腐蚀等性能有重要影响。试验测量冷弯型钢的残余应力不仅价格昂贵，操作还很复杂，测量不仅会受到构件尺寸断面的影响，对型钢内部残余应力的准确测量也是一个挑战。而引起冷弯型钢残余应力的因素较为复杂，贯穿于带坯冷弯变形前和冷弯成形中的各个工序中，包括带坯卷曲、开卷、展平及弯曲等过程。 武汉科技大学的学者从不考虑材料冷作硬化（理想弹塑性体）与考虑冷作硬化（双线性随动硬化）两个方面对带坯在成卷、开卷、展平、塑性弯曲及回弹过程中产生的应力进行了解析分析，获得了冷弯残余应力沿厚度方向上的分布，随后对比研究了考虑硬化与不考虑硬化对冷弯残余应力分布的影响，并将理论计算结果与实测残余应力进行了对比。结果表明，理想弹塑性模型和硬化模型预测的残余应力分布形式几乎一致；成卷上存在屈服时，纵向残余应力由内外表面向板厚中心方向呈非线性分布（成卷上无屈服时呈线性分布），横向残余应力呈近似线性分布；在变形外区主要为残余拉应力（横向残余应力在外侧有极小部分受压区），内区主要为残余压应力（横向残余应力在内侧有极小部分受拉区）；横、纵向残余应力最大值均在中性层位置；研究结果与试验测量结果基本一致