金属塑形成型原理复习资料

金属塑形成型原理复习资料第一章绪论1、金属塑形成型分为基本加工变形方式和组合加工变形方式。、靠压力作用使金属产生变形的方式有轧制、锻造、挤压。｛内容详见书P4｝主要靠拉力作用使金属产生变形的方式有拉拔、冲压（拉深等成形工序）和拉形。3、塑形：金属产生塑性变形而不破坏其完整性的能力。（金属在外力作用下能稳定的改变自己的形状和尺寸，而各质点间的联系不被破坏的性能称为塑形）4、主应力：通过坐标变换，可以找到只有正应力的坐标面（切应力为o），此时的坐标轴称为主轴，主平面上的正应力叫做主应力。第二章金属塑性变形的力学基础1、塑形理论通常采用的假设：（１）变形体是连续的，即整个变形体内不存在任何空隙。（２）变形体是均质的和各向同性的。（３）在变形的任意瞬间，力的作用是平衡的。（４）在一般情况下，忽略体积力的影响。（５）在变形的任意瞬间，体积不变。2、张量的表示zzyzxyzyyxxzxyxij3、任意斜面上的应力l,m,n为方向余弦（1）全应力为S,他在三个坐标轴方向的分量为zyxsss,,nmlsnmlsnmlszzyzxzyzyyxyzxyxxx（2-1）于是可求全应力为2222zyssssx（2）全应力在法线上的投影就是斜面上的正应力nlmnlmnmlnsmslszxyzxyzyxzyx2222（3）此时切应力为222s4、主应力和应力不变量（1）对于斜面ABC,作为待求的主平面，面上的切应力=0，因而正应力就是全应力，即s，于是全应力在三个坐标轴上的投影为nsnsmsmslslszyx，并将他们带入（2-1），整理得000nmlnmlnmlzyzxzzyyxyzxyxx，又因为方向余弦之间存在着这样的关系：1222nml。（2）应力张量不变量222222212xyzxzyyzxxzyzxyzyxxzyzxyzxzyyxzyxJJJ于是有032213JJJ（其中321）5、主切应力和最大切应力主切应力值为133132232112212121三个主切应力中绝对值最大的一个叫做最大切应力，其值为3113max21（还有图表内容详见书P17~18表2-1和图2-11）6、应力球张量和应力偏张量（1）平均应力331311321Jzyxm，应力球张量表示为mmm000000，应力偏张量表示为mzzyzxyzmyyxxzxymx。（2）应力球张量和应力偏张量的区别和联系应力偏张量是引起形状改变的张量，应力球张量也称静水应力状态，他是由于球应力状态在任何斜面上都没有切应力，所以他不能使物体产生形状变化（塑形变形），只能产生体积变化7、八面体应力和等效应力（1）八面体正应力132183131J八面体切应力'22312232122132322218323231J对于任意坐标系中的八面体应力为zyx318，2222228631zxyzxyxzzyyx（2）等效应力（a）对于主轴坐标系有21323222182123对于任意坐标系有222222621zxyzxyxzzyyx（b）等效应力的实质：应变能等效，复杂应力状态和简单应力状态的等效。（c）等效应力的特点：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11,即。3）等效应力并不代表某一实际表面上的应力，因而不能在某一特定平面上表示出来。4）等效应力可以理解为代表一点的应力状态中应力偏张量的综合作用。8、平面应力状态和平面应变状态（1）平面应力状态：某个平面（如板面）上没有应力的作用，这就是平面应力状态特点：1）变形体内各质点在与某一方向（如z向）垂直的平面上没有应力的作用，即0zyzxz，z轴为主方向，只有xyyx、、三个应力分量；2）xyyx、、沿z轴方向均匀分布，即应力分量与z轴无关，对z的偏导数为零（2）平面应变状态：变形物体在某一方向不产生变形，称为平面变形，其应力状态称为平面应变状态下的应力状态，发生变形的平面称为塑形流平面。特点：1）不产生变形的方向（如z向）为主方向，与该方向垂直的平面上没有切应力，即0zyzx，因而z为主应力。2）在z方向有阻止变形的正应力，对于弹性变形，yxz，式中为泊松比；对于塑性变形，myxz21（见本章第五节）3）所有应力分量沿z轴均匀分布，即与z轴无关，对z的偏导数为零。9、应力莫尔圆（详见书）10、屈服准则（1）H.Tresca(屈雷斯加)屈服准则：材料的屈服与最大切应力有关，即当受力材料中的最大切应力达到某一定值K(剪切屈服强度)时，材料就发生屈服。K231max因为22max2xyyx，所以用任意坐标系应力分量表示的屈雷斯加屈服准则可写成222244Ksxyyx（2）VonMises（密席斯）屈服准则：当等效应力达到某一定值时，材料即行屈服，该定值与应力状态无关。szxyzxyxzzyyx222222621或用主应力表示s2132322212111、塑形变形的全量理论、增量理论全量理论：在比例加载的条件下，可以对普朗特-路埃斯方程进行积分，得到全量应力应变的关系，叫做全量理论。增量理论：又称流动理论，是描述材料处于塑性状态时，应力与应变增量或应变速率之间的关系理论。临界剪切应力定律：第五章塑形成形问题的滑移线解法滑移线：处于塑形平面应变状态下的变形体内各质点最大切应力的迹线（滑移线场理论是针对理想钢塑形材料在平面变形的条件下所建立的）1、滑移线的基本特性当沿α族（或β族中）同一条滑移线移动时，任意函数（或）为常数，只有从一条滑移线转到另一条时，（或）值才改变线沿线沿KK22mm，（5-1）1）沿线特性在同一条α滑移线上，任取两点a、b，利用（5-1）可得bambmaK2，（5-2）同理，沿β线有bambmaK2（5-3）或沿α（或β线）线有Km22）跨线性质（汉基第一定理）设α族的两条滑移线与β族的两条线相交于A、B、C、D四点，根据（5-2）（5-3）有BA2K-2K-BA线从α1mBmA沿CB线从沿2CmCBmBKK22得CABmAmCK22DA线从沿1DmDAmAKK22CD线从沿2CmCDmDKK22得DCAmAmCK22因为沿这两个不同路径计算出的mAmC必然相等，所以有BCAD同理可得mBmCmAmD,也即常数常数CBDABCAD,m,m2、滑移和孪生的区别和联系（大致了解即可）滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。孪生是晶体塑性变形的另一种常见方式，是指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另一部分发生均匀切变的过程。滑移和孪生的异同点有：相同点：宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形；微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程两者都不会改变晶体结构；机制上看，都是位错运动结果。不同点：滑移不改变晶体的位相，孪生改变了晶体位向；滑移是全位错运动的结果，而孪生是不全位错运动的结果；滑移是不均匀切变过程，而孪生是均匀切变过程；滑移比较平缓，应力应变曲线较光滑、连续，孪生则呈锯齿状；两者发生的条件不同，孪生所需临界分切应力值远大于滑移，因此只有在滑移受阻情况下晶体才以孪生方式形变；滑移产生的切变较大（取决于晶体的塑性），而孪生切变较小，取决于晶体结构。3、应力边界条件常见的边界条件有以下5种1)自由表面2）无摩擦的接触表面3）摩擦切应力达到最大值K的接触表面4）摩擦切应力为某一中间值的接触面5)变形体的对称轴（P.S.至于上课老师讲的例题自己复习吧，word不好弄上去）Charlotte.J2015.12.3