金屬塑性成形復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、金屬塑性成形原理復(fù)習(xí)提綱1 .加工硬化及其影響、與消除措施；2 .塑性及其影響因素（溫度、應(yīng)力狀態(tài)、變形速度、組織結(jié)構(gòu)等）；3 .變形抗力及其影響因素；4 .金屬的超塑性；5 .塑性理論采用的幾個(gè)假設(shè)；6 .主應(yīng)力，應(yīng)力狀態(tài)特征方程，應(yīng)力張量三個(gè)不變量的物理意義；7 .應(yīng)力張量，應(yīng)力張量的分解及其物理意義，應(yīng)力偏張量三個(gè)不變量的物理意義；8 .主切應(yīng)力及其面上的應(yīng)力分布；9 .等效應(yīng)力與其物理意義；10,應(yīng)變?cè)隽颗c應(yīng)變速率；11 .塑性變形程度的幾種表示形式及其之間的關(guān)系；12 .體積不變條件及其表示形式；13 .屈服準(zhǔn)則及兩種常用準(zhǔn)則的定義，它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式與物理解釋，屈服準(zhǔn)則的簡(jiǎn)化表達(dá)式，

2、兩準(zhǔn)則在什么狀態(tài)下相差最大和最小；14 .硬化材料的應(yīng)力狀態(tài)的三種不同情況；15 .塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)、增量理論與全量理論及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；16 .真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化表示形式；17 .最小阻力定律，不均勻變形，附加應(yīng)力及殘余應(yīng)力與其影響；18 .塑性成形時(shí)摩擦的特點(diǎn)；19 .圓柱體鎖粗變形的特點(diǎn)（將出現(xiàn)什么形狀），分幾個(gè)什么變形區(qū)，變形程度較大時(shí)因什么原因?qū)⒃鯓拥钠茐模?0 .彎曲時(shí)變形區(qū)中內(nèi)外區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)分布，應(yīng)力與應(yīng)變中性層的變化；21 .圓筒件拉深變形的實(shí)質(zhì)，根據(jù)作用不同，可將毛坯分為哪幾個(gè)區(qū)，各區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分布，型性變形區(qū)在哪些區(qū)，拉深將產(chǎn)生什么樣的破壞；22 .主應(yīng)

3、力的求解，應(yīng)力張量的分解；23 .由屈服準(zhǔn)則和塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系求解應(yīng)力或應(yīng)變狀態(tài)；24 .壬應(yīng)力法求解組性成形問題；25 .滑移線法及應(yīng)用。L加工硬化指經(jīng)過塑性變形后，金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性能發(fā)生改變，其塑性、韌性下降，強(qiáng)度、硬度增加，繼續(xù)變形的力提高的現(xiàn)象.加工硬化的后果：強(qiáng)度提高，增加設(shè)備噸位；塑性下降，降低變形程度，增加變形工序和中間退火工序;強(qiáng)化金屬材料（不能熱處理的）, 能.提高金屬零件的強(qiáng)度，改善冷塑性加工的工藝性經(jīng)冷塑性變形后金屬產(chǎn)生加工硬化,化，塑性韌性提高，強(qiáng)度硬度降低,如將變形后的金屬加熱到一定溫度，又將產(chǎn)生軟 即產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶2.金屬的塑性指固體金屬在外力的作用

4、下產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力.塑性的影響因素d塑性是一種狀態(tài)、 而不是一種性質(zhì)內(nèi)部因素晶格類型 化學(xué)成分 晶相組織外部條件（變形溫度 變形速度受力狀態(tài)1、晶格類型的影響面心立方晶格結(jié)構(gòu)：塑性較好體心立方晶格結(jié)構(gòu)：塑性較差密排六方晶格結(jié)構(gòu)：塑性較差組織結(jié)構(gòu)的影響單和組織組性較好餐性相近一影響小多和組織胭性和網(wǎng)狀分布，型性顯著降低空性卷別大脆性相片狀層狀分布，影響小I脆性彌散均勻分命，無影響晶粒一晶粒細(xì)小右利于提微細(xì)性變形溫度對(duì)塑性影響顯著，總趨勢(shì)：溫度升高、塑性增加。2、變形速度對(duì)塑性的影響A增加變形速度會(huì)使金屬晶體的臨界切應(yīng)力升高，使塑性降低A增加變形速度，溫度效應(yīng)顯著，金屬溫度升高，

5、使塑性提高A增加變形速度，由于沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行回復(fù)和再結(jié)晶，使型性降低五、應(yīng)力狀態(tài)對(duì)塑性的影響主應(yīng)力狀態(tài)中,壓應(yīng)力個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，金屬的塑性越好；拉應(yīng)力個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，金屬的塑性越差。久金屬的變形抗力及其影響因素金屬受外力而變形，抵抗變形的力一變形抗力變形抗力的影響因素化學(xué)成分組織結(jié)構(gòu)變形溫度變形速度變形程度應(yīng)力狀態(tài)生金屬的超塑性一金屬材料在一定的內(nèi)部條件和外部條件下變形體現(xiàn)出的極高的塑性，延伸率達(dá)4100%2000%.超塑性的影響因素組織結(jié)構(gòu)（晶粒度510岫變形溫度（0.50.77而變形速度（10M10-1皿方1）/塑性力學(xué)的基本假設(shè)變形體連續(xù)變形體均質(zhì)和各向同性“變形體靜力平衡體

6、積力和體積變形不計(jì)6.7.8.對(duì)于一個(gè)確定的應(yīng)力狀態(tài)，只有一組主應(yīng)力，其大小、方向是不隨坐標(biāo)系變化的。應(yīng)力狀態(tài)特征方程及其系數(shù)J1,辦4也不變，稱為應(yīng)力張量第一、第二、第三不變量。%的分量隨坐標(biāo)系變化，但Ji,4,4不變，這表明了一個(gè)確定的應(yīng)力狀態(tài)其應(yīng)力分量之間的R確定關(guān)系一物理意義。X|2 = ±（CT| - cr2y/2F = ±（b?-外）/2F = ±（5 - bf）/2正應(yīng)力<12 = 91+ O>）/2=23 =（C+ ba）/2b a i = （b i >/2最大切應(yīng)力Tm”=max72,工23,Ji；當(dāng)時(shí)，max=±（。

7、3-6）/2；b=b2=b3日寸,丁12=<23=丁31=0,當(dāng)三個(gè)主應(yīng)力同時(shí)加減相同值時(shí)，主切 應(yīng)力不變。切應(yīng)力；%(y-Tyyx%耍°0%0%0應(yīng)力偏張量應(yīng)力球張量J11/1/9.等效應(yīng)力:%=廣產(chǎn)+%+。J=3(g+*+%L等效的實(shí)質(zhì)？是（彈性）應(yīng)變能等效（相當(dāng)于）。4.等效的意義？屈服的判別、變形能的計(jì)算、簡(jiǎn)化問題的分析等。必應(yīng)變?cè)隽浚涸跓o限小的時(shí)間間隔d2內(nèi)，變形體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生極小的位移變化（位移增量），引起的無限小的應(yīng)變?cè)黾恿?。?yīng)變速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的應(yīng)變大小。應(yīng)變?cè)隽?5( di/)dx5(dv)dyS(dvv)應(yīng)變速率:，3v& a會(huì)、1l & dy

8、 )n.五、繳性變形程度的表達(dá)方式1、相對(duì)應(yīng)變相對(duì)延伸率相對(duì)端面收縮率_ Lh-L0 _ AZA> A)_ 4 _ 4- 42、對(duì)數(shù)應(yīng)變（真實(shí)應(yīng)變）應(yīng)變?cè)鰺o：d= y總應(yīng)變e:delnF10對(duì)數(shù)成變反映瞬時(shí)的變形真實(shí)表示塑性交形過程，塑性成形中一般采用對(duì)敞應(yīng)變來表示變形程度；小變形時(shí).如無特殊說明認(rèn)為兩育相等;12.，對(duì)數(shù)應(yīng)變不具有坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)性質(zhì)只能用于主應(yīng)變?yōu)橄虿蛔?、?、-'-，一/體積變化率塑性變形體積不變（0=j+十仇q+£+與=弓+4+鼻二°對(duì)數(shù)應(yīng)變的體積不變條件金+巳+巳=比4+也與十"二也4劣劣二。13.Gnax=Krmax=13=K單

9、向應(yīng)力狀態(tài)5=cr(yc=0K=屋isx32例3-5 Tresca屈服準(zhǔn)則的應(yīng)用受內(nèi)壓薄壁圓筒,半徑/=300仙)，內(nèi)壓p=35Mpa, (l)%=700Mpa,求管處/ max =K=彳= 2K = q1二/于彈性變形的最小壁厚，1mli。p"prp2rprCcr7=;bg=-=J;=-p0z2“Z2t'2ttppr35x300pr35x300八二；6二6二二；/二4之0tt2工272xf3P35x30035x3005一6二U;二700;tmm-15nun133t700=2K(0 一。2+(。2 -6)2 +(%一百>二26例3-6Mises屬月艮準(zhǔn)則的應(yīng)用受內(nèi)壓薄壁

10、圓筒，半徑，=300,內(nèi)壓°=35、Ipa>(1)%=700、Ipa,求管處于彈性變形的最小壁厚小p2rprp兀廠pr_ 叵 pr _ 73x35x3002 bs 2 x 700=13"b產(chǎn)寸1%=方=五；”0中間主應(yīng)力的影響一屈服準(zhǔn)則的簡(jiǎn)化表達(dá)式百一巧=4（巧%）2+（%一%）2+（。3-%）2=2Mises屈服表面是Tresca六棱柱面的外接圓柱面，當(dāng)單向應(yīng)力和軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)時(shí),兩準(zhǔn)則相同；當(dāng)平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，兩準(zhǔn)則相差最大.14.25t 2r硬化材料變形的三種應(yīng)力狀況db>0時(shí)，加載，塑性流動(dòng);d%<0時(shí)，卸載，彈性變形;d%=。時(shí)，中性變載，保持變形

11、。15.維性應(yīng)力應(yīng)交關(guān)系的特點(diǎn)口應(yīng)力與成變關(guān)系也m此線性的關(guān)系,不星先HSZ的關(guān)系;口當(dāng)1性交形M不可逆B9、不可儂直的，力口載與卸型的知J律不相同；口塑性更形日寸可認(rèn)為體積不會(huì),應(yīng)變理效口咻于一彳臼松上匕k.5;LJ空性亞形全0應(yīng)安主率由與應(yīng)力主率由不至臺(tái)。增量理論（流動(dòng)理論）一描述應(yīng)力與應(yīng)變?cè)隽炕驊?yīng)變速率之間的關(guān)系，與加載歷史無關(guān)。de=b'dX全量理論（形系理論）一”描述應(yīng)力與塑性全量應(yīng)變之間的關(guān)系?？蛇m用于簡(jiǎn)單加載（在加教過程中任一點(diǎn)的各應(yīng)力分量都按同一比例增加一比例加載），應(yīng)力主軸與全量應(yīng)變主軸重合的情況例3-10罐性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)用半鈕，內(nèi)同，材料屈“艮應(yīng)力K，CTp2rp

12、r=- P = 0；% =；2r t受內(nèi)技油酷四筒麻椒，例3-11應(yīng)力應(yīng)變曲線的應(yīng)用受內(nèi)壓薄壁圓筒,變曲線5= 800"sP】' 2t-%丫+9-g)2十(巧-bj半徑尸=200，內(nèi)壓尸=10Mpa,壁厚，=4，真實(shí)應(yīng)力應(yīng)求壁厚減薄量。S = 800 e025Q25800x(1.15“=443G=74.3x10-3；/=-74.3xlO3e=-74.3x10-3=inL%t=3.714mm，=，o，=(43.714)ww=0.286z"z也最小阻力定律:當(dāng)變形體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)有可能沿不同方向移動(dòng)時(shí)，則各質(zhì)點(diǎn)將向著阻力最小的方向移動(dòng)。影響金屬塑性變形與流動(dòng)的因素：一、摩擦的影

13、響二、工具形狀是金屬塑性流動(dòng)的決定性影響因素三、金屬各部分之間關(guān)系的影響四、金屬本身性質(zhì)不均勻的影響附加應(yīng)力：由于變形體內(nèi)各部分的不均勻變形受到變形體整體性的限制，從而在各部分之間產(chǎn)生成對(duì)存在的相互平衡的內(nèi)應(yīng)力.附加應(yīng)力的不良后果：引起變形體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，使應(yīng)力分布更加不均勻；提高單位變形力；降低塑性，甚至可能導(dǎo)致破壞；造成工件形狀歪扭；形成殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力：引起內(nèi)應(yīng)力的外因去除后，在工件內(nèi)仍殘存的應(yīng)力.殘余應(yīng)力的不良后果：使塑性變形的變形體內(nèi)應(yīng)力分布更加不均勻：縮短制品的使用壽命；使制品的形狀尺寸發(fā)生變化；，增加塑性變形抗力，降低金屬的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度。坦型性成形中摩擦的特點(diǎn)：特點(diǎn)高壓下的摩擦，5=5003000玲&；高溫下的摩擦，A«1250,C；,伴隨塑性變形的摩擦（接觸面大，新表面產(chǎn)生，接觸面運(yùn)動(dòng)速度差別大）.國(guó)圓柱體鎖粗變形的特點(diǎn)：變形不均勻，出現(xiàn)鼓形，存在三個(gè)變形區(qū)（難變形區(qū)、大變形區(qū)、小變形區(qū)）當(dāng)切向拉應(yīng)力超出材料的強(qiáng)度極限或切向變形超過材