金属塑性加工原理解析.ppt

金属塑性加工原理 绪 论 §0.1 材料加工在国民经济中的地位特点 1、航空航天 2、武器装备 3、交通运输 4、建筑 5、家用电器 §0.2 材料加工的内涵 2.材料的可加工性 3.材料加工需考虑的基本原则 4.金属材料加工所涉及的内容 5.小结 §0.3 金属塑性加工 3. 主要加工方法 3. 主要加工方法 3. 主要加工方法 3. 主要加工方法 3. 主要加工方法 3. 主要加工方法 4. 特点 §0.4 塑性加工理论的发展概况 1. 金属塑性加工力学(力学冶金) 2. 金属塑性加工材料学 3. 塑性加工摩擦学 §0.5 本课程的任务 §0.5 本课程的任务 §0.5 本课程的任务 §0.6 金属材料加工的主要方向 §0.6 金属材料加工的主要方向 金属塑性加工原理Principle of Plastic Deformation in Metal Processing 中南大学 材料科学与工程学院 材料加工系 2005.07 绪 论 主要研究内容 几个基本概念 弹性、塑性变形的力学特征 研究内容 塑性力学(The mechanics of plasticity)是固体力学的一个分支，其主要任务是研究物体在塑性变形阶段的应力和应变的规律。 与其它工程力学（如：理论力学、材料力学、结构力学）的区别主要是研究方法、对象以及分析结果的差异。 几个基本概念 弹性(Elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。 塑性(Plasticity)：固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性的能力 屈服(Yielding)：开始产生塑性变形的临界状态 损伤(Damage)：材料内部缺陷产生及发展的过程 断裂(Fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程 弹性、塑性变形的力学特征 塑性变形对金属的组织和性能影响 金属冷变形时可以产生加工硬化（强度、硬度增加，塑性降低）。 金属塑性变形时，可以使晶粒得到细化（冷变形使晶粒破碎，热变形使晶粒动态再结晶） 塑性变形可以使位错密度增加。 金属塑性变形时，可以产生变形织构。 金属塑性加工原理Principle of Plastic Deformation in Metal Processing 第一篇 塑性变形力学基础 第1章 应力分析与应变分析 §1.1 应力与点的应力状态 §1.2 点的应力状态分析 §1.3 应力张量的分解与几何表示 §1.4 应力平衡微分方程 §1.5 应变与位移关系方程 §1.6 点的应变状态 §1.7 应变增量 §1.8 应变速度张量 §1.9 主应变图与变形程度表示 §1.1 应力与点的应力状态 应力S 是内力的集度 内力和应力均为矢量 应力的单位：1Pa=1N/m2=1.0197Kgf/mm2 1MPa=106N/m2 应力是某点A的坐标的函数，即受力体内不同点的应力不同。 应力是某点A在坐标系中的方向余弦的函数，即同一点不同方位的截面上的应力是不同的。 应力可以进行分解Sn ?? n 、?n （n—法向） 某截面（外法线方向为n）上的应力： §1.1.1 一点的应力状态及应力张量 一点的应力状态：是指通过变形体内某点的单元体所有截面上的应力的有无、大小、方向等情况。 一点的应力状态的描述 数值表达：?x=50MPa，?xz=35MPa 图示表达：在单元体的三个正交面上标出（如图 1-2） ?? 张量表达： (i,j=x,y,z) 应力分量图示 应力的坐标变换（例题讲解）* 实际应用：晶体取向、织构分析等 应力莫尔圆** 二维应力莫尔圆与三维应力莫尔圆 掌握如何画、如何分析 例 题 讲 解 例: 已知直角坐标下某点的应力分量，试求其圆柱坐标系下的应力分量表达式。 解：（1）应力转轴公式 例 题 讲 解 例 题 讲 解 其他各式依此类推。 （注意：在两坐标系之间夹角为已知时应用。） 例 题 讲 解 由图可得： 于是有方向系弦： 即 例 题 讲 解 代入转轴公式则有 例