德氏带对钢管弯曲的影响

在一些实际应用中，热加工钢管的弯曲强度为2-3%。带状带是一种材料不稳定性，导致在1-4%范围内的不均匀塑性变形。本文研究了旋转控制纯弯曲条件下l ders带对管材非弹性响应和稳定性的影响。第一部分提出了一项涉及的实验研究的结果管材的径厚比在33.2 ~ 14.7之间，l菌株的径厚比在1.8 ~ 2.7%之间。在所有情况下，初始弹性状态终止于局部力矩最大值，并且在管的拉伸和压缩侧局部形成高应变的窄角lders带形核。随着旋转的继续，带成倍增加并向轴向扩散，导致受影响的区域弯曲到更高的曲率，而管的其余部分仍然处于与初始弯矩最大值对应的曲率。随着两端的进一步旋转，高曲率区域(s)逐渐扩散，而力矩基本保持不变。对于相对较低的D/t管和/或较短的lders应变，整个管最终变形到较高的曲率，进入通常的硬化状态。随后，它继续均匀变形，直到达到通常的极限力矩失稳。对于高D/t管和/或具有较长l ders应变的材料，当临界长度为l ders变形时，较大曲率的传播被崩溃打断，留下部分结构基本未变形。D/t越高和/或l ders应变越长，临界长度越短。

本研究的第二部分提出了一个建模框架，该框架被证明可以成功地模拟第一部分中报道的与l ders条带相关的管的不均匀弯曲的所有方面。该结构使用实体有限元离散，使用足够精细的网格使l ders条带发展和演变。该材料被建模为具有“上下-”的有限变形的J2型弹塑性固体“向上”的反应超过了 ders应变的程度，其次是硬化。溶液的正则化是通过引入材料的温和速率依赖来完成的。旋转控制弯曲实验的模拟证实了大部分实验观察结果，并揭示了定位的额外细节。因此，初始的均匀曲率弹性状态终止于管的拉伸和压缩侧局部带状变形的成核。带出现在口袋中，传播到迄今为止完整的结构部分，而力矩基本保持不变。管子有两种曲率;变形截面的曲率相对较高，未变形截面的曲率较低。同时，塑化区产生更高的卵化和褶皱，其波长与带状口袋的周期性相对应。对于具有较低D/t和/或较短 ders应变的管，较高的曲率最终会扩散到整个结构，此时均匀弯曲恢复。对于高D/t和/或长 ders应变的管材，局部曲率、卵化和皱折幅度较大且不能持续; the tube collapses prematurely leaving behind part of its length essentially undeformed. For every tube D/t there exists a threshold of Lüders strain separating the two types of behavior. This bounding value of Lüders strain was studied parametrically.

Hallai, J.F.和Kyriakides, S. (2011)钢带对钢管弯曲的影响。第一部分:实验”，国际固体与结构学报24,3275-3284。

Hallai, J.F.和Kyriakides, S. (2011)钢带对钢管弯曲的影响。第二部分:分析”，国际固体与结构学报24,3285-3298。