金属塑性成形原理复习指南

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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称为塑性变形。塑性成形: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一次成形（轧制、拉拔、挤压）体积成形二次成形（自由锻、模锻）塑性成

2、形分离成形（落料、冲孔）板料成形变形成形（拉深、翻边、张形）第二章金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形  晶内变形：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）晶间变形：转动和滑动 滑移的方向：原子密度最大的方向。多晶体塑性变形的特点：  ①各晶粒变形的不同时性；  ②各晶粒变形的相互协调性；③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。合金元素使塑性下降。52、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

3、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。非金属的影响：P冷脆性S、O热脆性N蓝脆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、相变超塑性第一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

4、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σ1≠σ2≠σ3≠0——三向应力状态若σ1≠σ2≠0,σ3=0——二向应力状态。若σ1≠0;σ2=σ3=0——单向应力状态。若σ1≠σ2=σ3——圆柱应力状态（包括单向应力状态）。若σ1=σ2=σ3——球应力（静水应力）状态。τ≡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

5、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。58、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σ1;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

6、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。第一节应变分析1、对数应变的特点：准确性、可加性、可比性；2、体积不变条件:3、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、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

7、，而在该平面的法线方向没有变形，其他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。第四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：τmax=K，Tresca，Mises准则的比较：相同点：表达式都与坐标选择无关，等式左边都是不变量的函数；三个主应力可以任意置

8、换而不影响屈服，同时，认为拉应力、压应力的作用是一样的；各表达式都和应力球张量无关。不同点：Tresca屈服准则未考虑中间应力两个屈服准则的屈服表面与屈服轨迹及其几何意义5利用屈服准则判断应力状态第五节本构方程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