金属塑性加工原理教学大纲

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1、《金属塑性加工原理》教学大纲材料加工工程专业本科生适用（48学时） 一、本课程的目的与任务《金属塑性加工原理》包括塑性加工力学和塑性加工金属学两方面的内容。金属塑性加工力学是研究变形体中应力、应变的大小、分布及其相互关系，研究由弹性状态过渡到塑性状态的力学条件，确定变形和变形力的求解模式。塑性加工金属学主要研究金属塑性变形机理以及塑性变形与化学成分、金属组织状态之间的关系，研究热力学条件及摩擦与润滑等因素对变形过程的影响，确定由弹性状态到塑性状态过渡的条件。其目的是科学地、系统地阐明金属塑性变形的基础与

2、规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，为合理制定塑性变形工艺奠定理论基础。二、本课程的基本要求1．掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。2．熟悉和掌握塑性加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及各种基本变形力学方程，能推导典型塑性加工问题的应力与应变计算公式。3．掌握金属在塑性加工过程中组织性能的变化及金属的塑性、变形抗力、断裂等与加工条件的关系。能按照要求或给定公式进行变形程度、应变速度、工件尺寸与变形力能参数等计算。4．根据所学知识，对金属的流动、产品质量等有关因

3、素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。 三、本课程与其它有关课程的联系与分工学生在学习本课程前应学完高等数学、线性代数、物理学、工程力学、计算机语言、物理化学、金属学原理等课程，要求数学、金属学基础扎实，下述具体内容必须掌握：数学：平面与空间解析几何、矢量分析、微积分、级数、线性代数等；工程力学：受力图分析、力的分解与合成、强度理论、应力莫尔圆、虚功原理等；金属学原理：金属的回复、再结晶，位错理论及单晶体塑性变形微观理论等。　四、各章内容及重点、深度和广度要求第一章绪 论金属塑

4、性加工的定义、分类、特点、地位、发展概况；本课程的性质、内容、意义、发展概况。 第二章 金属塑性加工的物理学基础金属塑性的概念及测定方法；多晶体塑性变形机构；影响塑性因素、塑性图及提高塑性途径；塑性变形对金属组织性能的影响；冷、热变形时的纤维组织、动态回复及动态再结晶；超塑性的概念、分类及产生条件；形变热处理。本章重点：多晶体塑性变形机构，塑性图，纤维组织，动态回复及动态再结晶，细晶超塑性产生条件。第三章金属塑性变形力学基础第一节 应力应变分析1．应力分析外力、内力、应力概念；点的应力状态概念、描述方法

5、；斜面应力的确定；应力边界条件；应力张量定义与性质；应力不变量；主应力图；应力张量分解；应力平衡微分方程。2．应变分析位移、位移增量、应变、几何方程；点的应变状态概念、描述方法；任意方向上应变的确定；应变张量与不变量；特殊应变；应变张量分解；应变协调方程概念与意义，塑性变形体积不变，变形力学图；应变速度张量定义、意义；应变增量张量定义、意义，全量应变与增量应变关系。本章重点：应力状态概念，任意斜面上应力公式，张量分解，平衡方程；几何方程等。第二部分 金属塑性变形物性方程金属塑性变形过程和力学特点;Tre

6、sca与Mises屈服条件，二者的差异；加载与卸载准则，加载路径概念；增量理论与与全量理论；变形抗力概念，加工硬化曲线，影响变形抗力因素；塑性热与物性方程；平面应变问题与轴对称问题。本章重点：Tresca、Mises屈服条件，增量理论，塑性热，平面问题与轴对称问题，影响变形抗力因素。第三章 金属塑性加工中的摩擦塑性加工中摩擦分类，摩擦机理；影响摩擦系数的因素及摩擦系数的测定方法；塑性加工中润滑机理及选择润滑剂的原则和方法；近代润滑方法改进对产品质量的影响。本章重点：摩擦机理及润滑机理，掌握一种摩擦系数的

7、测定方法。第四章 塑性成形件质量的定性分析金属塑性变形的宏观规律，变形特点，金属质点流动的基本规律，自由变形理论及最小阻力定律；不均匀变形的原因和后果，减轻不均匀变形的措施；基本应力，附加应力，工作应力，残余应力的概念，附加应力产生的原因及后果，消除或减轻残余应力的措施；应力与变形的分布和测定方法；塑性变形过程的断裂与可加工性。本章重点：不均匀变形典型现象的分析；各种基本概念，塑性变形过程中的断裂。 第六章 变形力的工程法解析变形力、平均单位压力概念，应力状态系数；摩擦力对接触应力、流动的影响；工程法要

8、点；平锤压缩矩形块，平锤镦粗、棒材挤压求解。本章重点：工程法的应用。第七章 滑移线性理论及应用基本概念，滑移线法求解的特点。第八章 极值原理及上限法应用极值原理分析基础；上限法及其应用。 五、推荐教材1．俞汉青主编.金属塑性成形原理，机械工业出版社，20042．赵志业主篇.金属塑性加工力学，冶金工业出版社，19873．汪大年编著.金属塑性成形原理，机械工业出版社，19814．张胜华编.金属塑性加工原理，中南工业大学教材科，1994 六、本课