管材在壓力管道和流體輸送工程中有大量應(yīng)用,，又由于具有質(zhì)量輕、強韌性好,、吸收沖擊功能好等優(yōu)點,，容易實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化和強韌化。因此,，近年來在航空航天,、汽車及船舶制造領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。管材橫截面為中空結(jié)構(gòu),，所以其服役狀態(tài)以及拉伸試驗時所表現(xiàn)的力學(xué)性能和相同材質(zhì)的棒材存在一定差異,。

　　目前，對于各種規(guī)格尺寸管材的力學(xué)性能試驗方法雖然有所發(fā)展,，如直接采用小直徑管拉伸來獲取材料在管形狀態(tài)下的真實力學(xué)性能參數(shù),，但對于管材的研究還很不充分，各國學(xué)者從不同角度采用不同方法進(jìn)行了大量試驗和有限元模擬分析,。諸多研究成果對于逐步認(rèn)識和掌握管材成形性具有相應(yīng)的促進(jìn)作用,。為了研究材料在管形狀態(tài)下的力學(xué)行為以及受力失穩(wěn)過程，北京理工大學(xué)的研究者們采用1Cr18Ni9Ti小直徑薄壁管段進(jìn)行了直接拉伸試驗,，借助于有限元方法模擬分析了拉伸全過程的應(yīng)力應(yīng)變分布特征及其拉斷斷口形狀,，為管材力學(xué)性能及其成形性分析提供參考。

　　拉伸試驗材料1Cr18Ni9Ti管,，原始外徑d0=8mm,，壁厚t0=2mm，采用國標(biāo)規(guī)定比例試樣進(jìn)行試驗,。為便于夾持并保證均勻拉伸時標(biāo)距段處于單向受力狀態(tài),，試樣兩端添加伸入端帶球頭的圓柱形塞頭。在萬能拉伸試驗機上進(jìn)行恒位移加載,，加載過程只有下橫梁運動,，利用引伸計采集載荷-位移數(shù)據(jù)，處理后在origin軟件中進(jìn)行曲線擬合?？梢钥闯?，1Cr18Ni9Ti管拉伸時，均勻伸長能力很強,，總伸長率δ＞0.75,，最大工程應(yīng)力產(chǎn)生在拉伸后期，抗拉強度σb≈602MPa,。另外,，計算所得相關(guān)力學(xué)性能參數(shù)如下：E=177GPa，σs=220MPa,。σb≈602MPa,，塑性系數(shù)K=1320MPa，硬化指數(shù)n=0.47,，δ=0.76,，由有限元模擬計算結(jié)果可知，管材拉伸分散性失穩(wěn)階段,，細(xì)頸區(qū)真實軸向主應(yīng)力δz和主應(yīng)變εz沿最小截面（z=0）非均勻分布，內(nèi)側(cè)應(yīng)力應(yīng)變值大于外側(cè),，這是小直徑薄壁管拉伸初始裂紋產(chǎn)生在內(nèi)側(cè)壁附近的一個重要原因,。除去壁厚中心偏外某一點出現(xiàn)σθ0≈σr0外,同一半徑r處始終保持σz＞σθ＞σr0。另外,，最小界面內(nèi)側(cè)的另外兩向主應(yīng)力值均大于相應(yīng)的外側(cè)主應(yīng)力值,，即σθi＞σθ0及σri＞σr0。

　　實際拉伸試驗和有限元模擬結(jié)果均表明,，1Cr18Ni9Ti管拉伸的初始裂紋率先產(chǎn)生在內(nèi)側(cè)壁表面附近的某一區(qū)域,，多數(shù)試樣拉斷面與拉伸軸傾斜約+/-45°，具有剪切斷裂傾向,，并且擴展至外側(cè)壁表面的最終斷裂線往往不在同一平面上,。