第十三到十九章材料成型

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1、字号：[放大、标准]塑性成形：是利用金属的塑性，在外力作用下使金属发生塑性变形，从而获得所需形状和性能的工件的一种加工方法，因此又称为塑性加工或压力加工。塑性：是指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力。与其他加工方法相比，金属塑性成形有如下优点：（1）生产效率高，适用于大批量生产（2）改善了金属的组织和结构（3）材料利用率高（4）尺寸精度高　　根据加工时金属受力和变形特点的不同，塑性成形可分为体积成形和板料成形两大类。前者的典型加工方法有锻造、轧制、挤压和拉拔等；后者则有冲裁、弯曲、拉延和成型等。    虽然塑性成形方法多种多样，且具有各自

2、的个性特点，但他们都涉及一些共同性的问题，主要有：    （1）塑性变形的物理本质和机理；    （2）塑性变形过程中金属的塑性行为、抗力行为和组织性能的变化规律；    （3）变形体内部的应力、应变分布和质点流动规律；    （4）所需变形力和变形功的合理评估等。    研究和掌握这些共性问题，对于保证塑性加工的顺利进行和推动工艺的进步均具有重要的理论指导意义，本章将环绕这些方面作简要介绍，以为读者学习各种塑性成形技术奠定理论基础。三、塑性变形成形理论的发展概况    塑性成形力学，是塑性理论（或塑性力学）的发展和应用中逐渐形成的：    1864年法

3、国工程师H.Tresca首次提出最大切应力屈服准则    1925年德国卡尔曼用初等应力法建立了轧制时的应力分布规律；    萨克斯和齐别尔提出了切块法即主应力法；再后来，滑移线法、上限法、有限元法等相继得到发展。四、本课程的任务    目的：    科学系统地阐明金属塑性成形的基础和规律，为合理制订塑性成形工艺奠定理论基础。    任务：    1）掌握塑性成形时的金属学基础，以便使工件在成形时获得最佳的塑性状态，最高的变形效率和优质的性能；    2）掌握应力、应变、应力应变关系和屈服准则等塑性理论基础知识，以便对变形过程进行应力应变分析，并寻   

4、找塑性变形物体的应力应变分布规律；    3）掌握塑性成形时的金属流动规律和变形特点，分析影响金属塑性流动的各种因素，以合理地确定坯料尺寸   和成形工序，使工件顺利成形；    4）掌握塑性成形力学问题的各种解法及其在具体工艺中的应用，以便确定变形体中的应力应变分布规律和所需   的变形力和功，为选择成形设备和设计模具提供依据。字号：[放大、标准]    塑性理论：   研究金属在塑性状态的力学行为称为塑性理论或塑性力学，是连续介质力学的一个分支。   塑性理论假设：    （1）变形体是连续的；    （2）变形体是均质和各向同性的；    （3）在

5、变形的任一瞬间，力的作用是平衡的；    （4）在一般情况下，忽略体积力的影响；   在塑性理论中，分析问题的方法：· 静力学：根据静力学平衡条件导出应力分量之间的关系式                                      ——平衡微分方程· 几何学：根据变形体的连续性和均匀性，导出应变与位移分量之间的关系式                                      ——几何方程。· 物理学：根据实验与假设导出应变与应力分量之间的关系式                                      ——物

6、理方程或本构方程。· 此外，建立变形体在塑性状态下应力分量与材料性能之间的关系                                      ——屈服准则或塑性条件。    角标符号:成组的符号和数组可以用一个带下角标的符号表示，这种符号叫角标符号。如可用xi即（x1，x2，x3）表示一点的坐标；   如应力分量δxx，δxy，δxz，可简记为δij（i,j=x,y,z）等。    一般地，如果一个坐标系有m个角标，每个角标取n个值，   则该角标符号代表着nm▲★个元素，   例如δij（i,j=x,y,z）（m=2，n=3）就包含有9个元

7、素。   导数记号：导数记为f'j，表示f(xi)对xj的导数，逗号后边的下标表示对相应坐标的求导    克氏符号：δij称为克罗内克（Kronecker）符号，δij定义为    求和约定：   在一项中，没有重复出现的角标叫自由标，表示该项的个数。    在一项中，同一角标出现二次，则对该角标自1到n的所有元素求和，这种角标在求和之后不再出现，称之为哑标，这一运算称之为求和约定。    张量：由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量组成的集合，称为张量，需要用空间坐标系中的三个矢量，即9个分量才能完整地表示。    它的重要特征是在不同的坐标系中分量

8、之间可以用一定的线性关系来换算。描述张量分量的个数用阶表示。在三维空间中，其张量