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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116597922B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310568970.0，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法是由王自立;王乐;张树有;谭建荣设计研发完成，并于2023-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法。针对弯曲段外拱半周加热、内拱半周加热和全周段加热的弯曲方式，将弯曲过程的温度场视为热平衡状态，对不同加热方法下的管材截面温度分布进行了评估；根据金属管材在高温下的材料本构性质，基于弯曲外拱和弯曲内拱的力平衡条件，考虑了管材截面上中性层的偏移和弹塑性区屈服面分布的非对称性，从而准确计算弹塑性弯曲力矩，提高回弹角的预测精度。本发明可用于不同位置模具加热条件下管材热弯成形后回弹角的初步快速计算，对管材热弯温度场的设计和成形参数的选择具有指导作用。

本发明授权一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹预测方法，其特征在于： 步骤1管材在弯曲模具约束下弯曲变形，模具卸载后管材处于回弹后的状态，此时基于管截面几何中心建立应变中性层偏移条件下的截面平面坐标系； 步骤2将管材的热场视为已达热平衡状态，根据力平衡方程求解中性层偏移的距离e和截面上变形区屈服面的位置，具体为： 2.1确定管件材料本构关系模型中的参数，构建温度相关的管材材料本构模型； 2.2确定管材弯曲段截面的温度分布函数Ty； 2.3基于管材弯曲内外拱轴向力平衡的原理建立轴向力平衡方程式； 2.4求解中性层偏移的距离e和截面上变形区屈服面的位置，截面上变形区屈服面的位置包括弯曲外拱屈服面的位置ho和弯曲内拱屈服面的位置hi； 步骤3根据管坯的成形半径参数R和加热位置，计算获得截面弹性区弯矩Me、塑性区弯矩Mp以及总弯矩MT； 步骤4计算考虑非等温热场加载的金属管材弯曲回弹角Δθ； 所述步骤2.1中，确定管件材料本构关系模型中的参数，本构模型公式如下： 式中，σ表示不同区域的弹塑性应力，Ty表示温度函数； 式中，qij表示多项式系数；εy表示等效塑性应变；εs表示屈服应变；A表示参考温度下的屈服应力；B表示塑性强化参数；n表示应变硬化指数；Ta表示环境温度；Tm表示熔化温度；m表示温度软化系数；上述参数通过高温拉伸试验获得； 所述步骤2.2中： 采用全周段加热方式时，弯曲段在热平衡状态下截面温度Ty＝T0； 弯曲段的外拱半周或内拱半周加热时，截面上直接受热的半周部分温度为T0，由热传导受热的半周通过以下平衡式计算距离截面几何中心层位置为y处的温度Tyy： 式中，T0表示热源加热温度；H表示14管壁中径圆周的弧长；rD表示管截面外壁半径；ΔδT表示温度平衡系数；y表示截面平面坐标系上的纵坐标； 式中，pi表示线性系数，通过以下热平衡方程式求解： 式中，P表示弯曲段纵截面周长，rm表示管截面中径，k表示复合热传递系数，λ表示热传导系数，Ac表示管截面的12面积； 所述步骤2.3中，基于管材弯曲内外拱轴向力平衡的原理建立平衡方程式如下： 式中，Fout表示弯曲外拱的轴向力，Fin表示弯曲内拱的轴向力；rD表示管截面外壁半径；σeo、σpo、σei、σpi均通过步骤2.1的本构模型计算得到，σeo表示弯曲外拱弹性区应力，σpo表示弯曲外拱塑性区应力，σei表示弯曲内拱弹性区应力，σpi表示弯曲内拱塑性区应力；σs表示屈服极限，rm表示管截面中径，ρ表示应变中性层曲率半径且ρ＝R-e；ho表示弯曲外拱屈服面的位置，hi表示弯曲内拱屈服面的位置； 式中，dS表示管壁截面的微元面积，计算公式如下： 式中，t表示壁厚； 所述步骤2.4具体为： 首先根据屈服准则，得到以下平衡式： 式中，±表示弯曲内拱和弯曲外拱两种情况，不同温度下屈服极限σs的拟合公式为σs＝-3.582Ty0.676+302.7；hrm,Ty表示ho及hi关于rm和Ty的函数； 然后将上述平衡式与步骤2.3中的轴向力平衡方程式联立求解中性层偏移的距离e和截面上变形区屈服面位置ho和hi，求解方程为： 所述步骤3中： 总弯矩MT＝Me+Mp，截面弹性区弯矩Me和塑性区弯矩Mp的计算公式为： 所述步骤4具体为： 4.1首先，计算弯曲卸载后的残余应力Δσθ： 式中，ID表示截面惯性矩，弯曲卸载后的残余应变Δεθ表示为： 式中，ρ表示应变中性层弯曲半径，ρ′表示回弹后的应变中性层曲率半径； 4.2忽略弯曲卸载过程中应变中性层的移动，中性层弯曲角度、回弹角度、弯曲半径和回弹半径之间的关系为： 4.3将弯曲卸载后的残余应力应变关系式代入步骤4.2的关系式，以确定弯曲回弹角Δθ： 式中，θ表示弯曲角度。

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