l13-原理第6.1-4节主应力法.ppt

1、、第6章金属塑性成形基本工序力学分析和主应力法，本章重点：主应力方法原理及其在典型塑性成形问题分析中的应用基本概念：主应力、基元、变形力、单位流动应力基本原理：平衡差分方程、屈服准则、摩擦条件、边界条件基本方法：主应力法及其在典型塑性成形问题中的应用(塑性形变问题的简化、力学分析、变形力和单位流动压力) 。 塑性成形理论塑性成形过程的力学解析塑性成形工序变形力的补正算塑性成形问题的解析未知量： ij、ij、d的补正13个或ij、ij、ui， d的修正16个方程式： 13个16个平衡差分方程3平衡差分方程3变形连续方程式3小变形几何方程式6应力-应变关系6应力-应变关系6实际应力-应变曲线1，6

2、.1主应力法的基本原理，主应力法(切割法)应用应力平衡差分方程、塑性条件、摩擦条件联合求解塑性成形问题的简单求解方法。 其基本原理和过程：问题是在平面问题和/或轴对称问题中截出简化的基元，根据摩擦条件和静力平衡条件，建立简化的应力平衡差分方程忽略摩擦力对塑性条件的影响，联立求解简化基元塑性条件的差分方程， 根据边界条件确定积分常数根据接触面上的应力分布和变形力根据应力和变形力的影响因素分析变形情况。 求出矩形板的镦粗变形、长度l、宽度a、高度h(l a，h )、摩擦力、应力分布和变形力。 1、根据(l a，h )，将问题简化为平面应变问题2 .剪切图元3 .分析图元应力4 .创建图元应力平衡差

3、分方程的示例6.1主应力法的应用，注：应力为数值，不包含方向5， 简化的塑性条件6 .联立求出接触面上的正应力分布，摩擦条件，7 .根据边界条件确定积分常数8 .求出变形力p和单位流动压力6.2镦粗变形的力学分析，一、镦粗变形的特征，一、接触面有摩擦2 .变形不均匀，出现鼓形， 存在三个变形区域：侧面产生附加抗拉应力；二、圆柱体的镦粗变形力校正；一、主应力解除圆柱体镦粗时的应力分布忽略桶形和不均匀变形，简化为轴对称问题，并切出基本元； 建立基本体的应力平衡方程。引入塑性条件，设定摩擦条件(常摩擦条件)，根据联立解边界条件(r=d/2，r=0，z=S )得到应力分布。 设置、和摩擦条件(库轮摩擦

4、条件)根据联立解边界条件(r=d/2，r=0，z=S )获得应力分布。、 2、接触表面剪应力分布规律、翁克索夫研究安置时接触面剪应力分布规律：折动区(ab )制动区(bc )停滞区(cO )，接触表面上的正应力分布在不同摩擦条件和相应边界条件下求得，积分求得的变形力和单位流动压力。3个区的存在状态与摩擦系数、材料屏幕纵横比有关，取a )、折动区、制动区、停滞区3个区存在的b )滑动区、只存在停滞区的c )只存在停滞区的d )、刹车器区、只存在停滞区、接触面上的应力、变形力、单位流动压力为状况6.3开模锻造成形的力学分析，一、开模锻造的特点、毛刺沟：毛刺桥部、毛刺仓部毛刺作用：提供充满供给阻力的

5、金属模腔的开模锻造的3个阶段：填充阶段模腔的阶段上下模闭合阶段(抵接或锻足)。 二、根据轴对称零配件模锻变形力的修正计算，毛刺桥部对毛刺仓部的挤压作用是厚壁圆筒承受内压，是轴对称问题。1 .承受内压的厚壁圆筒的应力分布、厚壁圆筒平面变形问题、薄壁圆筒平面应力问题、2 .模锻变形力补正、a .成形毛刺变形力补正、毛刺仓部应力分布、毛刺桥和仓境、毛刺桥部应力分布、毛刺桥部变形力和单位流动压力、变形、b、总变形力补正、变形力、单位流动弯曲变形主要发生在有弯曲圆角的部位，存在弯曲中性层，可以根据应力应变状态分为内区域和外区域。1、弹性弯曲、2、弹塑性弯曲、3、纯塑性弯曲、2、三维塑性弯曲变形时的应力应

6、变状态、窄板弯曲可以简化平面应力问题，宽板弯曲可以简化平面应变问题。 塑性弯曲变形时，内区和外区的应力应变状态分别为： 3、宽板弯曲变形的力学解析、1、无硬化宽板塑性弯曲解析(平面应变问题)、a、外区、平面应变问题、塑性条件、b、内区、探讨：作为外层的内层，由于压缩应力，向中性层增大。 由于径向应力都是压缩应力，中性层中r的值最大的R0 r0，所以宽度方向的合力不为零，会引起大板块边缘的翘曲变形。 2、硬化宽板塑性弯曲解析(平面应变问题)、应力应变关系、屈服基准、外区、内区、平衡差分方程、外区、内区、外区应力分布、内区应力分布、四、板材塑性弯曲时中性层有内移动、小变形时、大变形时、中性层内移动、2、应变中性层内移动、弯曲应变r使外区域变薄，内