金属塑性成形原理复习资料

1、金属塑性成形原理复习指南第一章绪论1、基本概念塑性 :在外力作用下材料 发生永久性变形 ，并保持其完整性 的能力。塑性变形 :作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的永久变形成为塑性变形。塑性成型 :材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得 一定的力学性能 的加工方法。2、塑性成形的特点1）其组织、性能都能得到改善和提高。2）材料利用率高。3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。4）塑性成形方法具有很高的生产率。3、塑性成形的典型工艺塑性成型板料成形一次成形（轧制、拉拔、挤压）二次成形（自由锻、模锻）分离成形（落料、冲孔） 变形成形（拉深、翻边、张形）第二章

2、金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形晶内：滑移和孪晶 （滑移为主） 滑移性能 （面心 体心 密排六方） 晶间：转动和滑动滑移的方向：原子密度最大的方向。塑性变形的特点： 各晶粒变形的不同时性； 各晶粒变形的相互协调性； 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。 合金使塑性下降。2、热塑性成形软化方式可分为以下几种： 动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶 等。 金属热塑性变形机理主要有： 晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移和扩散蠕变 等。3、金属的塑性金属塑性表示方法： 延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。非金

3、属的影响：P 冷脆性 S 、 O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆应力状态的影响：三相应力状态塑性好。超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性第三章 金属塑性成形的力学基础第一节 应力分析1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。2、张量的性质1 、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数 f（Tij）, 这些函数的值不随坐标而变。2 、 2 阶对称张量 存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。3、主应力的概念： 切应力为零的微分面的正应力4、应力状态的分类：应力状态的分类若 1 2 3

4、0三向应力状态若 1 20, 3=0二向应力状态。若 10; 2= 3=0单向应力状态。若1 2=3圆柱应力状态（包括单向应力状态） 。 1 的方向均为主方向。若 1= 2=3球应力（静水应力）状态。 0, 各方向均为主方向。5 、主应力简图： 受力物体内一点的应力状态，可用作用在应力单元体上的主应力来描述，只用主应力的 个数及 符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图。 （9 种）6、主切应力： 切应力取极值的平面的切应力。7、八面体应力： 以受力物体内任意点的 应力主轴为坐标轴 ，在无限靠近该点作等倾斜的微分面，其法线与三个 主轴的夹角都相等，在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个

5、正八面体，正八面体的每个平面称八面体 平面，八面体平面上的应力称八面体应力。8、等效应力：1）等效应力是一个不变量；2）等效应力在数值上等于单向均匀拉伸 （或压缩）时的拉伸 （或压缩）应力1 ;3）等效应力并不代表某一实际平面上的应力，因而不能在某一特定的平面上表示出来；4）等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用。9、张量的分解： 应力偏张量引起物体产生变形；应力球张量引起物体产生体积变化。10、平面应力状态的概念： 若变形体内与某方向轴垂直的平面上 无应力 存在，并所有应力分量与 该方向轴无关 ， 则这种应力状态即为平面应力状态。第二节 应变分析1、对数应变的特点 ： 准确

6、性、可加性、可比性；2、 体积不变条件 : x y z 03、 主应变简图： 用主应变的 个数和符号 来表示应变状态的简图称主应变状态图，简称为主应变简图或主应变图 （3 种）4、注意： &ij 是应变增量 dij 对时间 dt 的微商，不是 ij 对时间的 导数 。法线方向没有变形 ， 其他1y ）（ 1 2） m12( x5、平面应变： 如果物体内所有质点都只在同一个坐标平面内发生变形，而在该平面的方向的变形与该方向无关， 这种变形称为平面变形或平面应变。第三节 屈服准则 材料模型：理想弹塑性材料、理想刚塑性材料、硬化刚塑性材料、硬化弹塑性材料 Tresca 准则物理意义： 当材料

7、的 最大切应力 达到某一常数时，材料就屈服。 Mises 准则物理意义： 当材料的 单位体积形状改变的弹性位能 （ 又称弹性形变能 ）达到某一常数时，材料就屈服。 Tresca ， Mises 准则的几何表达：Tresca ， Mises 准则的比较 ：（相同点、不同点） 一致的点的应力特点圆柱应力状态； 相差最大的点的应力特点是圆柱应力状态；第四节 本构方程1、弹性应力应变关系的特点： 应力与应变完全成线性关系，即应力主轴与全量应变主轴重合 ; 变形是可逆的，与应变历史无关，应力与应变之间存在单值关系 ; 弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比 v<0.5;2、塑性应力应变

8、关系的特点： 应力与应变之间的关系是非线性的，全量应变主轴与应力主轴不一定重合； 变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力- 应变关系不再保持单值关系；塑性变形时可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比 v=0.5 ；对于应变硬化材科，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高。3、真实应力 - 应变曲线可分为三类：(1)Y;(2)Y;(3)Y4、测定应力 - 应变曲线的实验：拉伸实验、压缩实验、轧制实验5、在普朗特 -路埃斯理论中 d ij1 d ij1 2vij d m ij mij d ， 各部分的意义。2G ijE第五节摩擦与润滑1、金属塑性加工时摩擦的特点：P147；2、摩擦的分类：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦；3、摩擦机理：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论。4、摩擦的表达式：库仑定理和常摩擦4、常用的润滑剂： P155；5、塑性成形特殊润滑方法： P157其他1、滑移线场的