材料成形原理小結(jié)(2010-12-12).ppt

1、材料成形原理,1緒論及基本概念 1）金屬塑性變形 熱變形熱軋；熱擠；熱鍛等。 冷變形冷軋；冷擠；冷沖等。 溫變形溫鍛；溫?cái)D等 2) 塑性狀態(tài)參數(shù) 3) 穩(wěn)定變形 變形區(qū)不變 非穩(wěn)定變形變形區(qū)變化,2 材料成形的物理基礎(chǔ),金屬的晶體結(jié)構(gòu) 面心立方 體心立方 密排立方 單晶體 多晶體 點(diǎn)缺陷 線缺陷（位錯(cuò)）面缺陷 晶內(nèi)變形大：滑移+孿生 晶間變形小：移動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng) 纖維組織， 變形織構(gòu) 加工硬化 超塑性,3應(yīng)力狀態(tài)分析,31應(yīng)力分析單元體法 外力 產(chǎn)生內(nèi)力 應(yīng)力：正應(yīng)力， 切應(yīng)力 應(yīng)力是張量,任意斜面上的應(yīng)力,Sx=xl+yxm+zxn Sy=xyl+ym+zyn Sz=xzl+yzm+zn 注：如果

2、斜面是邊界，就建立了內(nèi)外力間的聯(lián)系 32 主應(yīng)力與應(yīng)力不變量 主平面切應(yīng)力為0的平面。 主應(yīng)力主平面上的正應(yīng)力。 應(yīng)力主軸 （主方向）主平面的法線方向 3.3應(yīng)力狀態(tài)特征方程 3-J12-J2-J3=0,3.4應(yīng)力橢球面 3.5 主切應(yīng)力和最大切應(yīng)力 3.6 應(yīng)力球張量與應(yīng)力偏張量,應(yīng)力偏張量使形狀變化， 應(yīng)力球張量使體積變化 根據(jù)應(yīng)力偏張量判斷變形類型 J3 0伸長(zhǎng)， J3 0壓縮， J3=0平面應(yīng)變,37 八面體應(yīng)力與等效應(yīng)力,以應(yīng)力主軸作坐標(biāo)軸，作等傾微分面，即平面法線方向余弦為,等效應(yīng)力（廣義應(yīng)力，廣義強(qiáng)度）,加載時(shí)：即d 0， 卸載時(shí)：即d 0， 若d 則為中性載荷或中性變載 注意：

3、等效應(yīng)力在變形體中不存在，只表示在三個(gè)主應(yīng)力的綜合效果。,3.8 應(yīng)力平衡微分方程,概念：點(diǎn)與點(diǎn)之間 力的關(guān)系,3.9 應(yīng)力莫爾圓（應(yīng)力狀態(tài)圖解法）,4 應(yīng)變分析,4.1概念 表示變形大小 的物理量,42 應(yīng)變分量與應(yīng)變張量,主方向（主應(yīng)變） 4.3其特征方程為,43 應(yīng)變球張量與偏張量,44 八面體應(yīng)變與等效應(yīng)變,4.5 位移分量和應(yīng)變分量的關(guān)系,位移分量 小變形 幾何方程 應(yīng)變與 位移之間 的關(guān)系,46 應(yīng)變連續(xù)方程,平面內(nèi) 47 應(yīng)變?cè)隽亢蛻?yīng)變速率,48 塑性變形程度的表達(dá)式 相對(duì)應(yīng)變 對(duì)數(shù)應(yīng)變（真實(shí)應(yīng)變）,4.9 對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn) 1）可加 性 2）可比性,4.10 塑性變形體積不變條件

4、,5.屈服準(zhǔn)則,5.1 定義應(yīng)力各分量達(dá)到某值，材料就屈服，進(jìn)入塑性狀態(tài)。 = C 5.2屈雷斯加屈服準(zhǔn)則（最大切應(yīng)力不變條件）,5.3密席斯屈服準(zhǔn)則,（彈性形變能不變條件）,5.4兩準(zhǔn)則異同點(diǎn),相同點(diǎn)： 1）與坐標(biāo)無(wú)關(guān) 2） 與球量無(wú)關(guān) 3） 在應(yīng)力空間中同有一根對(duì)稱軸 4） 雙等應(yīng)力兩準(zhǔn)則一致 相異點(diǎn)： 1）圖形不同，M連續(xù)光滑，易數(shù)學(xué)處理 T非連 續(xù)，不易數(shù)學(xué)處理； 2）物理解釋不同，M能量 ， T力； 3）M考慮中間主應(yīng)力的影響 ， T沒(méi)考慮； 4）M準(zhǔn)則不小于 T 準(zhǔn)則，純剪（或平面應(yīng)變）差別大,5.5 平面,5.6 兩準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式,羅德應(yīng)力參數(shù) Mises準(zhǔn)則可化為： 1，1.

5、155 設(shè) K 為屈服時(shí) 最大切應(yīng)力：,57 硬化材料的屈服準(zhǔn)則,理想塑性 （常數(shù)） 硬化材料 （函數(shù)） 通常認(rèn)為Y等于硬化后瞬間時(shí)屈服應(yīng)力屈服軌跡。 屈服與否不決定于單個(gè)應(yīng)力而取決于應(yīng)力的綜合狀態(tài),6 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,6.1 什么叫名義應(yīng)力 名義應(yīng)變 6.2 什么叫真實(shí)應(yīng)力 真實(shí)應(yīng)變 6.3 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線獲得方法 拉伸試驗(yàn)曲線 壓縮試驗(yàn)曲線（外推法） 6.4. 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線簡(jiǎn)化形式（四種）,7.塑性應(yīng)力變關(guān)系（本構(gòu)方程）,7.1特點(diǎn) 7.2 簡(jiǎn)單加載 7.3 增量理論 列維密席斯方程（Levy-Mises） 7.4 塑性變形全量理論（形變理論） 條件： 應(yīng)力主軸與應(yīng)變主軸始終重合,

6、8塑性變形的摩擦與潤(rùn)滑,81 塑性成形時(shí)摩擦的特點(diǎn) 1) 高壓（5002500Mpa） 2) 接觸面大 3) 高溫 4）區(qū)域變化大 82 分類及機(jī)理,8.3 塑性成形時(shí)摩擦假設(shè),庫(kù)倫摩擦條件： 最大摩擦條件 摩擦力不變條件,9 主應(yīng)力法,9.1要點(diǎn)及步驟： 1) 整體簡(jiǎn)化 化為應(yīng)力狀態(tài)為平面問(wèn)題或軸對(duì)稱問(wèn)題 2) 平衡微分方程簡(jiǎn)化 3) 塑性條件簡(jiǎn)化 4) 聯(lián)立求解。 9.2 圓柱體鐓粗 厚壁筒受內(nèi)壓 9.3 開式模鍛 拉深,10 滑移線法 最大切應(yīng)力跡線,10.1適用范圍： 理想剛塑性材料的平面變形問(wèn)題 10.2 10.3 漢基應(yīng)力方程 10.4 滑移線特性 1 ） 沿線特性 2 ） 跨線特性,10.5工程應(yīng)用 1）平?jīng)_頭壓