在常温静载下，当材料的应力达到了铝型材料的屈服极限或抗拉极限时，弯弧可能产生较大的塑性变形或断裂。因此，可以把断裂和出现塑性变形统称为失效。受压短杆的被压溃、压扁同样也是失效。如果断裂或者出现塑性变形是由于强度不足造成的，则可称为强度失效。
1. 屈服极限与塑性变形
铝型材（如6061、7075等铝合金）的屈服极限是材料从弹性变形过渡到塑性变形的临界点。当应力超过屈服极限时，材料不再完全恢复到初始形状，而是发生永久塑性变形。在拉弯加工中，弯弧外侧受到拉伸应力，内侧受到压缩应力。如果外侧的拉伸应力达到或超过屈服极限，材料会发生塑性拉伸，导致晶粒被拉长，局部厚度减薄，甚至可能出现微裂纹。这种变形会使弯弧的几何形状发生变化，影响构件的精度和强度。
2. 抗拉极限与断裂
抗拉极限（也称极限抗拉强度）是铝型材在拉伸过程中所能承受的最大应力。一旦应力超过抗拉极限，材料内部的晶粒结合力无法维持，微观缺陷（如位错、裂纹）迅速扩展，最终导致断裂。在拉弯加工中，如果拉伸力过大或弯曲半径过小，弯弧外侧的拉伸应力可能突破抗拉极限。这时，铝型材会在应力集中区域（如弯弧顶部）发生断裂，表现为明显的裂缝或完全断开。
3. 拉弯加工中的应力分布
拉弯加工的特殊性在于同时施加拉力和弯曲力，使应力分布较为复杂：
- 外侧拉伸区：应力集中于弯弧外侧，易达到屈服极限或抗拉极限，导致变形或断裂。
- 内侧压缩区：受到压缩应力，通常不易断裂，但可能出现褶皱或屈曲。
- 中性层：应力接近于零，是变形较小的过渡区域。
当加工参数（如拉伸力过大或弯曲半径过小）使外侧应力超过材料的力学性能极限时，弯弧的稳定性就会受到威胁。
4. 影响变形或断裂的因素
- 材料性能：不同铝合金的屈服极限和抗拉极限差异显著。例如，6061铝合金的屈服强度约为240-260MPa，抗拉强度约为290-310MPa；而7075铝合金的屈服强度可达450MPa以上，抗拉强度超过500MPa。高强度铝合金更耐受应力，但塑性较低，易脆断。
- 加工参数：过大的拉伸力或过小的弯曲半径会加剧应力集中，增加变形或断裂风险。
- 材料状态：经过热处理（如T6状态）的铝型材强度更高，但延展性可能降低，更易在拉弯时断裂。
- 缺陷：材料内部的微观缺陷（如气孔、夹杂物）可能成为断裂的起点。
5. 避免变形或断裂的措施
- 控制应力水平：调整拉伸力和弯曲半径，确保外侧应力不超过屈服极限或抗拉极限。例如，可通过有限元分析模拟应力分布，优化工艺参数。
- 选择合适的材料：根据弯弧设计要求，选择塑性和强度平衡的铝合金，如6063（塑性较好）而非过于高强度的7075。
- 预处理与后处理：在拉弯前对材料进行退火以提高延展性，或在加工后进行热处理以消除残余应力。
- 模具设计：使用适当的支撑模具，减少应力集中。
6. 实际案例
以邢台地区常用的6061铝合金为例，其典型屈服强度为260MPa，抗拉强度为310MPa。若拉弯加工中弯曲半径过小（如R<2t，t为材料厚度），外侧应力可能达到350MPa，超过抗拉极限，导致弯弧断裂。而通过将弯曲半径调整至R=4t，并适当减小拉伸力，可将应力控制在200MPa以内，避免变形和断裂。
北京盛达伟业型材拉弯厂通常将强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，并用表示。对于脆性材料，强度极限a是构件失效时的极限应力;对于塑性材料，屈服极限、是构件失效时的极限应力。当铝型材的应力达到屈服极限时，弯弧可能发生塑性变形，影响形状精度；当应力达到抗拉极限时，则可能引发断裂，破坏构件完整性。在拉弯加工中，合理设计工艺参数、选择适合的材料及状态，是避免这些问题的关键。如果您有具体的加工案例或参数需要进一步分析，可以提供更多细节，我会尽力协助！
