金属塑性成形复习重点

1、金属塑性成形原理复习提纲1 .加工硬化及其影响、与消除措施；2 .塑性及其影响因素（温度、应力状态、变形速度、组织结构等）；3 .变形抗力及其影响因素；4 .金属的超塑性；5 .塑性理论采用的几个假设；6 .主应力，应力状态特征方程，应力张量三个不变量的物理意义；7 .应力张量，应力张量的分解及其物理意义，应力偏张量三个不变量的物理意义；8 .主切应力及其面上的应力分布；9 .等效应力与其物理意义；10,应变增量与应变速率；11 .塑性变形程度的几种表示形式及其之间的关系；12 .体积不变条件及其表示形式；13 .屈服准则及两种常用准则的定义，它们的数学表达式与物理解释，屈服准则的简化表达式，

2、两准则在什么状态下相差最大和最小；14 .硬化材料的应力状态的三种不同情况；15 .塑性应力应变关系的特点、增量理论与全量理论及其数学表达式；16 .真实应力-应变曲线的简化表示形式；17 .最小阻力定律，不均匀变形，附加应力及残余应力与其影响；18 .塑性成形时摩擦的特点；19 .圆柱体锁粗变形的特点（将出现什么形状），分几个什么变形区，变形程度较大时因什么原因将怎样的破坏；20 .弯曲时变形区中内外区的应力与应变状态分布，应力与应变中性层的变化；21 .圆筒件拉深变形的实质，根据作用不同，可将毛坯分为哪几个区，各区的应力应变状态分布，型性变形区在哪些区，拉深将产生什么样的破坏；22 .主应

3、力的求解，应力张量的分解；23 .由屈服准则和塑性应力应变关系求解应力或应变状态；24 .壬应力法求解组性成形问题；25 .滑移线法及应用。L加工硬化指经过塑性变形后，金属内部的组织结构和物理力学性能发生改变，其塑性、韧性下降，强度、硬度增加，继续变形的力提高的现象.加工硬化的后果：强度提高，增加设备吨位；塑性下降，降低变形程度，增加变形工序和中间退火工序;强化金属材料（不能热处理的）, 能.提高金属零件的强度，改善冷塑性加工的工艺性经冷塑性变形后金属产生加工硬化,化，塑性韧性提高，强度硬度降低,如将变形后的金属加热到一定温度，又将产生软 即产生回复和再结晶2.金属的塑性指固体金属在外力的作用

4、下产生永久变形而不破坏其完整性的能力.塑性的影响因素d塑性是一种状态、 而不是一种性质内部因素晶格类型 化学成分 晶相组织外部条件（变形温度 变形速度受力状态1、晶格类型的影响面心立方晶格结构：塑性较好体心立方晶格结构：塑性较差密排六方晶格结构：塑性较差组织结构的影响单和组织组性较好餐性相近一影响小多和组织胭性和网状分布，型性显著降低空性卷别大脆性相片状层状分布，影响小I脆性弥散均匀分命，无影响晶粒一晶粒细小右利于提微细性变形温度对塑性影响显著，总趋势：温度升高、塑性增加。2、变形速度对塑性的影响A增加变形速度会使金属晶体的临界切应力升高，使塑性降低A增加变形速度，温度效应显著，金属温度升高，

5、使塑性提高A增加变形速度，由于没有足够的时间进行回复和再结晶，使型性降低五、应力状态对塑性的影响主应力状态中,压应力个数越多，数值越大，金属的塑性越好；拉应力个数越多，数值越大，金属的塑性越差。久金属的变形抗力及其影响因素金属受外力而变形，抵抗变形的力一变形抗力变形抗力的影响因素化学成分组织结构变形温度变形速度变形程度应力状态生金属的超塑性一金属材料在一定的内部条件和外部条件下变形体现出的极高的塑性，延伸率达4100%2000%.超塑性的影响因素组织结构（晶粒度510岫变形温度（0.50.77而变形速度（10M10-1皿方1）/塑性力学的基本假设变形体连续变形体均质和各向同性“变形体静力平衡体

6、积力和体积变形不计6.7.8.对于一个确定的应力状态，只有一组主应力，其大小、方向是不随坐标系变化的。应力状态特征方程及其系数J1,办4也不变，称为应力张量第一、第二、第三不变量。%的分量随坐标系变化，但Ji,4,4不变，这表明了一个确定的应力状态其应力分量之间的R确定关系一物理意义。X|2 = ±（CT| - cr2y/2F = ±（b?-外）/2F = ±（5 - bf）/2正应力<12 = 91+ O>）/2=23 =（C+ ba）/2b a i = （b i >/2最大切应力Tm”=max72,工23,Ji；当时，max=±（。

7、3-6）/2；b=b2=b3日寸,丁12=<23=丁31=0,当三个主应力同时加减相同值时，主切 应力不变。切应力；%(y-Tyyx%耍°0%0%0应力偏张量应力球张量J11/1/9.等效应力:%=广产+%+。J=3(g+*+%L等效的实质？是（弹性）应变能等效（相当于）。4.等效的意义？屈服的判别、变形能的计算、简化问题的分析等。必应变增量：在无限小的时间间隔d2内，变形体内质点产生极小的位移变化（位移增量），引起的无限小的应变增加量。应变速率：单位时间内的应变大小。应变增量:5( di/)dx5(dv)dyS(dvv)应变速率:，3v& a会、1l & dy

8、 )n.五、缴性变形程度的表达方式1、相对应变相对延伸率相对端面收缩率_ Lh-L0 _ AZA> A)_ 4 _ 4- 42、对数应变（真实应变）应变增无：d= y总应变e:delnF10对数成变反映瞬时的变形真实表示塑性交形过程，塑性成形中一般采用对敞应变来表示变形程度；小变形时.如无特殊说明认为两育相等;12.，对数应变不具有坐标的旋转性质只能用于主应变为向不变、，/、-'-，一/体积变化率塑性变形体积不变（0=j+十仇q+£+与=弓+4+鼻二°对数应变的体积不变条件金+巳+巳=比4+也与十"二也4劣劣二。13.Gnax=Krmax=13=K单

9、向应力状态5=cr(yc=0K=屋isx32例3-5 Tresca屈服准则的应用受内压薄壁圆筒,半径/=300仙)，内压p=35Mpa, (l)%=700Mpa,求管处/ max =K=彳= 2K = q1二/于弹性变形的最小壁厚，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属月艮准则的应用受内压薄壁

10、圆筒，半径，=300,内压°=35、Ipa>(1)%=700、Ipa,求管处于弹性变形的最小壁厚小p2rprp兀厂pr_ 叵 pr _ 73x35x3002 bs 2 x 700=13"b产寸1%=方=五；”0中间主应力的影响一屈服准则的简化表达式百一巧=4（巧%）2+（%一%）2+（。3-%）2=2Mises屈服表面是Tresca六棱柱面的外接圆柱面，当单向应力和轴对称应力状态时,两准则相同；当平面应变状态时，两准则相差最大.14.25t 2r硬化材料变形的三种应力状况db>0时，加载，塑性流动;d%<0时，卸载，弹性变形;d%=。时，中性变载，保持变形

11、。15.维性应力应交关系的特点口应力与成变关系也m此线性的关系,不星先HSZ的关系;口当1性交形M不可逆B9、不可侬直的，力口载与卸型的知J律不相同；口塑性更形日寸可认为体积不会,应变理效口咻于一彳臼松上匕k.5;LJ空性亚形全0应安主率由与应力主率由不至台。增量理论（流动理论）一描述应力与应变增量或应变速率之间的关系，与加载历史无关。de=b'dX全量理论（形系理论）一”描述应力与塑性全量应变之间的关系。可适用于简单加载（在加教过程中任一点的各应力分量都按同一比例增加一比例加载），应力主轴与全量应变主轴重合的情况例3-10罐性应力应变关系应用半钮，内同，材料屈“艮应力K，CTp2rp

12、r=- P = 0；% =；2r t受内技油酷四筒麻椒，例3-11应力应变曲线的应用受内压薄壁圆筒,变曲线5= 800"sP】' 2t-%丫+9-g)2十(巧-bj半径尸=200，内压尸=10Mpa,壁厚，=4，真实应力应求壁厚减薄量。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:当变形体内质点有可能沿不同方向移动时，则各质点将向着阻力最小的方向移动。影响金属塑性变形与流动的因素：一、摩擦的影

13、响二、工具形状是金属塑性流动的决定性影响因素三、金属各部分之间关系的影响四、金属本身性质不均匀的影响附加应力：由于变形体内各部分的不均匀变形受到变形体整体性的限制，从而在各部分之间产生成对存在的相互平衡的内应力.附加应力的不良后果：引起变形体的应力状态发生变化，使应力分布更加不均匀；提高单位变形力；降低塑性，甚至可能导致破坏；造成工件形状歪扭；形成残余应力。残余应力：引起内应力的外因去除后，在工件内仍残存的应力.残余应力的不良后果：使塑性变形的变形体内应力分布更加不均匀：缩短制品的使用寿命；使制品的形状尺寸发生变化；，增加塑性变形抗力，降低金属的塑性、韧性和疲劳强度。坦型性成形中摩擦的特点：特点高压下的摩擦，5=5003000玲&；高温下的摩擦，A«1250,C；,伴随塑性变形的摩擦（接触面大，新表面产生，接触面运动速度差别大）.国圆柱体锁粗变形的特点：变形不均匀，出现鼓形，存在三个变形区（难变形区、大变形区、小变形区）当切向拉应力超出材料的强度极限或切向变形超过材