中文摘要：

建立有限变形、大位移条件下基于动力显式算法的高效弹塑性有限元模型，通过对辊弯连续成型过程中板材边缘失稳皱曲准则、体现包辛格效应的混合强化模型、板材与轧辊的界面摩擦、脱离接触后的回弹以及客观性本构理论、计算规模控制等问题的研究，形成可以真正实现板带辊弯连续成型全流程模拟的动态仿真系统。力争在反复加卸载条件下的板材失稳皱曲理论、宏微观结合的混合强化模型以及高效有限元模型等理论上有所突破。在实际生产之前，利用仿真系统在虚拟环境下实现虚拟调辊、换辊，验证工艺设计，预示板材的变形规律以及成形缺陷，对于指导辊形设计、优化工艺、降低制造成本、提高辊弯产品质量、使辊弯成形技术逐步向柔性化发展具有重要意义。

结论摘要：

本项目开展了关于辊弯成型全流程仿真技术的应用基础研究。建立了与实体单元具有相同自由度同时又具有类似于壳单元弯曲效应的实体壳单元模型，引入平面应变假定消除厚向闭锁，采用假定自然应变方法消除剪切闭锁。建立有限变形、大位移条件下基于动力显式算法的弹塑性有限元模型，引入客观性本构模型，开发辊弯成型全流程数值仿真程序，实现辊弯成型全流程数值模拟。对FFX辊弯成型过程进行仿真，计算结果与实验测试有良好的一致性；研究了双辊驱动成形模式下管材应力应变的分布、表面曲率、推力情况、壁厚变化规律及内外表面周向伸缩率的演化规律，确立了方管双辊驱动辊弯柔性成型新模式。建立了融合各向同性硬化和运动硬化模型的材料混合强化模型，并引入辊弯成型过程模拟，数值研究包辛格效应对带钢成型特性的影响；基于能量法建立了板材起皱准则，预示板带皱曲趋势。对ERW排辊成型过程进行全流程模拟，分析应变与构形的分布演化规律。本项目研究对于发展辊弯成型理论奠定了良好的技术基础，同时对于指导辊弯成型工艺开发具有重要的指导价值。