隨著航空航天技術(shù)的迅速發(fā)展，迫切需要輕量化、精確化和高可靠性的液壓管路彎管件，以達(dá)到減重、長壽、機(jī)動(dòng)性好的目的。高強(qiáng)鈦管由于能滿足耐高壓、輕量化需求而成為管路彎管件的首選材料。能滿足精確化成形的數(shù)控彎曲精確成形技術(shù)，在航空、航天等領(lǐng)域中亦占據(jù)十分重要的地位[12]。管材的數(shù)控彎曲成形是多模具約束下的多重非線性復(fù)雜物理過程，管材彎曲時(shí)承受的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)十分復(fù)雜，回彈、橫截面扁化、壁厚減薄是影響彎管件成形精度的主要因素[36]。當(dāng)回彈量、橫截面扁化率、壁厚減薄率超過誤差允許范圍時(shí)，零件的幾何精度和形狀精度就難以滿足要求。而這些指標(biāo)與彎管彎曲和卸載回彈過程中的應(yīng)力應(yīng)變歷史密切相關(guān)。因此，研究管材數(shù)控彎曲成形過程中材料的變形歷史特征及其對(duì)回彈、橫截面扁化和壁厚減薄作用機(jī)制，從而進(jìn)行合理控制，已成為發(fā)展管材數(shù)控彎曲精確成形技術(shù)急需解決的重要課題。

　　高強(qiáng)鈦管的數(shù)控彎曲成形是多模具約束下的多重非線性復(fù)雜物理過程，采用理論解析和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法難于精確獲得應(yīng)力應(yīng)變變化歷史特征。因此，本文以航空航天領(lǐng)域有迫切應(yīng)用需求的TA18高強(qiáng)鈦合金管為研究對(duì)象，基于ABAQUS平臺(tái)建立其數(shù)控彎曲成形全過程有限元模型，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。并采用該模型，分析了彎曲內(nèi)、外側(cè)和中性層的典型節(jié)點(diǎn)在彎曲成形和卸載回彈全過程中的應(yīng)力應(yīng)變變化歷史特征。

　　1)彎曲過程中，位于彎曲內(nèi)、外側(cè)的內(nèi)、外壁的材料均經(jīng)歷先增加后減小的切向應(yīng)力變化，但彎曲外側(cè)材料的應(yīng)力減小幅度不大，而彎曲內(nèi)側(cè)外壁的材料的應(yīng)力減小幅度大，且彎曲后期該區(qū)域的應(yīng)力會(huì)由壓應(yīng)力變成拉應(yīng)力并逐漸增大。

　　2)彎曲過程中，位于彎曲中性層的材料經(jīng)歷復(fù)雜的切向應(yīng)力歷史：中性層內(nèi)壁，位于初始端的材料應(yīng)力較小，且經(jīng)歷由拉到壓的變化歷史，其余材料經(jīng)歷由壓到拉的應(yīng)力歷史，且拉應(yīng)力比壓應(yīng)力大得多；中性層外壁，位于初始端的材料經(jīng)歷由拉到壓的應(yīng)力變化歷史，且拉、壓應(yīng)力最大值相當(dāng)，其余材料的應(yīng)力歷史與其同位置的內(nèi)壁節(jié)點(diǎn)相同，都是由壓到拉的應(yīng)力歷史，且拉應(yīng)力相對(duì)壓應(yīng)力大很多。

　　3)彎曲過程中，彎曲內(nèi)、外側(cè)材料承受的切向應(yīng)變狀態(tài)不變，且切向應(yīng)變隨著彎曲角度的增加呈先增加后逐漸穩(wěn)定的變化趨勢。彎曲中性層前端的材料始終受拉應(yīng)變，中部和后端的材料則經(jīng)歷由壓到拉的應(yīng)變歷史，但中部材料的拉應(yīng)變值較后端的大很多。

　　4)卸載回彈過程中，除了彎曲內(nèi)側(cè)外壁前端材料的切向應(yīng)力保持拉應(yīng)力狀態(tài)不變，只是值增大外，彎曲外側(cè)、內(nèi)側(cè)的內(nèi)、外壁材料的切向應(yīng)力都經(jīng)歷了卸載和反向加載的歷史，但反向加載后的應(yīng)力值較卸載前的應(yīng)力值小；而幾何中性層的外壁和內(nèi)壁材料的切向應(yīng)力只經(jīng)歷了不同程度的卸載。