板材变形过程与弯曲技巧

弯形加工所用的材料，通常为钢材等塑性材料，这些材料的变形过程及特点如下：

当材料上作用有弯矩M时，就会发生弯曲变形。材料变形区内靠近曲率中心的一侧（以下称内层）金属，在弯矩引起的压应力作用下被压缩缩短；远离曲率中心的一侧（以下称外层）金属，在弯矩引起的拉应力作用下被拉伸伸长。在内层和外层中间，存在金属既不伸长也不缩短的一个层面，称为中性层，如图4-44所示。

在材料弯曲的初始阶段，弯矩的数值不大，材料内应力的数值尚小于材料的屈服点，仅使材料发生弹性变形，如图4-44a所示。

当弯矩的数值继续增大时，材料的曲率半径随之缩小，材料内应力数值开始超过其屈服点，材料变形区的内、外表面由弹性变形过渡到塑性变形状态，以后塑性变形由内、外表面逐步地向中心扩展，如图4-44b所示。

材料发生塑性变形后，若继续增大弯矩，当材料的弯曲半径小到一定程度，将因变形超过材料自身变形能力的限度，在材料受拉伸的外层表面首先出现裂纹，如图4-44c所示。并向内伸展，致使材料发生断裂破坏。这在成形加工中是不应该发生的。

弯曲过程中，材料的横截面形状也要发生变化。例如板料弯曲时，将出现如图4-45所示的两种变化情况。

图4-44 材料的弯曲变形过程(www.xing528.com)

图4-45 板料弯曲时横截面的变化

a）窄板 b）宽板

在弯曲窄板材料（B≤2δ）时，内层金属受到切向压缩后，便向宽度方向流动，使内层宽度增加；而外层金属受到切向拉伸后，其长度方向的不足，便由宽度、厚度方向来补充，致使宽度变窄，因而整个横截面便产生扇形畸变，如图4-45a所示。

宽板（B>2δ）弯曲时，由于宽度方向尺寸大，刚度大，金属在宽度方向流动困难，因而宽度方向无显著变形，横截面仍接近为一矩形，如图4-45b所示。

此外，无论宽板、窄板，在变形区内材料的厚度均有变薄现象。这种材料变薄的现象，在材料的弯形加工中应该予以考虑。