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金属塑性成形原理复习指南 绪 论 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。 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。 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） 塑性成形 分离成形（落料、冲孔） 板料成形 变形成形（拉深、翻边、张形） 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。 2、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，晶界滑移和扩散蠕变等。 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 金属塑性成形的力学基础 应力分析 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。 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。 8、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。 应变分析 对数应变的特点：准确性、可加性、可比性； 体积不变条件: 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） 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，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