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龍圖騰網獲悉浙江大學申請的專利一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116597922B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202310568970.0，技術領域涉及：G16C60/00；該發(fā)明授權一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法是由王自立;王樂;張樹有;譚建榮設計研發(fā)完成，并于2023-05-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法。針對彎曲段外拱半周加熱、內拱半周加熱和全周段加熱的彎曲方式，將彎曲過程的溫度場視為熱平衡狀態(tài)，對不同加熱方法下的管材截面溫度分布進行了評估；根據金屬管材在高溫下的材料本構性質，基于彎曲外拱和彎曲內拱的力平衡條件，考慮了管材截面上中性層的偏移和彈塑性區(qū)屈服面分布的非對稱性，從而準確計算彈塑性彎曲力矩，提高回彈角的預測精度。本發(fā)明可用于不同位置模具加熱條件下管材熱彎成形后回彈角的初步快速計算，對管材熱彎溫度場的設計和成形參數的選擇具有指導作用。

本發(fā)明授權一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法在權利要求書中公布了：1.一種考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈預測方法，其特征在于： 步驟1管材在彎曲模具約束下彎曲變形，模具卸載后管材處于回彈后的狀態(tài)，此時基于管截面幾何中心建立應變中性層偏移條件下的截面平面坐標系； 步驟2將管材的熱場視為已達熱平衡狀態(tài)，根據力平衡方程求解中性層偏移的距離e和截面上變形區(qū)屈服面的位置，具體為： 2.1確定管件材料本構關系模型中的參數，構建溫度相關的管材材料本構模型； 2.2確定管材彎曲段截面的溫度分布函數Ty； 2.3基于管材彎曲內外拱軸向力平衡的原理建立軸向力平衡方程式； 2.4求解中性層偏移的距離e和截面上變形區(qū)屈服面的位置，截面上變形區(qū)屈服面的位置包括彎曲外拱屈服面的位置ho和彎曲內拱屈服面的位置hi； 步驟3根據管坯的成形半徑參數R和加熱位置，計算獲得截面彈性區(qū)彎矩Me、塑性區(qū)彎矩Mp以及總彎矩MT； 步驟4計算考慮非等溫熱場加載的金屬管材彎曲回彈角Δθ； 所述步驟2.1中，確定管件材料本構關系模型中的參數，本構模型公式如下： 式中，σ表示不同區(qū)域的彈塑性應力，Ty表示溫度函數； 式中，qij表示多項式系數；εy表示等效塑性應變；εs表示屈服應變；A表示參考溫度下的屈服應力；B表示塑性強化參數；n表示應變硬化指數；Ta表示環(huán)境溫度；Tm表示熔化溫度；m表示溫度軟化系數；上述參數通過高溫拉伸試驗獲得； 所述步驟2.2中： 采用全周段加熱方式時，彎曲段在熱平衡狀態(tài)下截面溫度Ty＝T0； 彎曲段的外拱半周或內拱半周加熱時，截面上直接受熱的半周部分溫度為T0，由熱傳導受熱的半周通過以下平衡式計算距離截面幾何中心層位置為y處的溫度Tyy： 式中，T0表示熱源加熱溫度；H表示14管壁中徑圓周的弧長；rD表示管截面外壁半徑；ΔδT表示溫度平衡系數；y表示截面平面坐標系上的縱坐標； 式中，pi表示線性系數，通過以下熱平衡方程式求解： 式中，P表示彎曲段縱截面周長，rm表示管截面中徑，k表示復合熱傳遞系數，λ表示熱傳導系數，Ac表示管截面的12面積； 所述步驟2.3中，基于管材彎曲內外拱軸向力平衡的原理建立平衡方程式如下： 式中，Fout表示彎曲外拱的軸向力，Fin表示彎曲內拱的軸向力；rD表示管截面外壁半徑；σeo、σpo、σei、σpi均通過步驟2.1的本構模型計算得到，σeo表示彎曲外拱彈性區(qū)應力，σpo表示彎曲外拱塑性區(qū)應力，σei表示彎曲內拱彈性區(qū)應力，σpi表示彎曲內拱塑性區(qū)應力；σs表示屈服極限，rm表示管截面中徑，ρ表示應變中性層曲率半徑且ρ＝R-e；ho表示彎曲外拱屈服面的位置，hi表示彎曲內拱屈服面的位置； 式中，dS表示管壁截面的微元面積，計算公式如下： 式中，t表示壁厚； 所述步驟2.4具體為： 首先根據屈服準則，得到以下平衡式： 式中，±表示彎曲內拱和彎曲外拱兩種情況，不同溫度下屈服極限σs的擬合公式為σs＝-3.582Ty0.676+302.7；hrm,Ty表示ho及hi關于rm和Ty的函數； 然后將上述平衡式與步驟2.3中的軸向力平衡方程式聯立求解中性層偏移的距離e和截面上變形區(qū)屈服面位置ho和hi，求解方程為： 所述步驟3中： 總彎矩MT＝Me+Mp，截面彈性區(qū)彎矩Me和塑性區(qū)彎矩Mp的計算公式為： 所述步驟4具體為： 4.1首先，計算彎曲卸載后的殘余應力Δσθ： 式中，ID表示截面慣性矩，彎曲卸載后的殘余應變Δεθ表示為： 式中，ρ表示應變中性層彎曲半徑，ρ′表示回彈后的應變中性層曲率半徑； 4.2忽略彎曲卸載過程中應變中性層的移動，中性層彎曲角度、回彈角度、彎曲半徑和回彈半徑之間的關系為： 4.3將彎曲卸載后的殘余應力應變關系式代入步驟4.2的關系式，以確定彎曲回彈角Δθ： 式中，θ表示彎曲角度。

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