薄壁圆管膨胀变形行为的量纲分析及理论研究

摘要

通过有限元数值方法及已有圆管膨胀试验对金属圆管膨胀的变形行为进行研究,研究发现圆管膨胀后的几何尺寸h和D 1主要受圆管和压模初始几何结构参数影响,而受圆管材料和摩擦因数的影响较小;基于量纲分析,得到膨胀后圆管的几何尺寸h和D 1与主要影响因素之间的量纲一关系式.结合量纲一关系式与能量守恒定律,提出圆管稳态膨胀过程中稳态下压力的预测模型,模型中考虑了材料的应变强化效应和压模外径对膨胀管弯曲区域曲率的影响,结果表明该模型的预测值与试验结果、仿真结果能较好地吻合.