冷弯管是利用弯管机将钢管直接进行弯曲,从而使冷弯管得到符合设计要求的曲率半径以适应管道施工中线路走向的改变需求,这在石油天然气长输管道工程中得到广泛应用。弯管成型的力学过程非常复杂,单纯采用理论解析方法难以准确可靠地解决生产实际问题,运用简化力学模型得到经验公式计算出的结果又往往与实际情况有较大出入；采用参照经验和大量的试制验证方法开发出来的技术总结,造成了时间和人力物力上的很大消耗。而将有限元法这种解决工程技术问题的可靠工具引入管材弯曲的研究,可以高效准确分析成形过程、设计结果,同时大大降低工模具设计成本和风险。此外,国内外主要是针对弯管的成形技术和成形工艺,做出了总结和试验性研究、单步冷弯过程进行有限元分析以及在弯曲载荷下冷弯管的力学性能研究。目前,对于冷弯管整管弯制还没有比较完整的分析与研究。本课题通过对冷弯管整管弯制过程进行数值模拟计算来分析冷弯工艺参数(包括冷弯步长、每步长内的弯制角度)对冷弯管的应力应变大小及分布、外观尺寸(椭圆度、波浪度、壁厚等)的影响以及冷弯时回弹量的分析预测。本课题重点进行了以下几个方面的工作：(1)建立了冷弯管工艺过程的有限元分模型,确定了冷弯钢管材料的本构关系；(2)对冷弯过程进行有限元分析；(3)大变形钢管冷弯过程应力应变分布的有限元计算并进行理论值验证；(4)冷弯回弹量计算与分析；(5)计算与分析不同冷弯步长、每步长的冷弯角度对冷弯管椭圆度、波浪度、壁厚的影响。(6)最后得出不同工艺参数对冷弯管各个指标的影响。利用该方法模拟可以计算或预测冷弯管应力应变、外观尺寸、回弹规律。此外,还可以利用模拟优化最佳的模具尺寸和结构,以指导冷弯设备的改进。从而大大提高了冷弯管产品的质量和工作效率。