第1讲绪论-金属塑形变形理论详解.ppt

张贵杰 TelE-Mail： zhguijie@ 河北联合大学金属材料及加工工程系 金属塑性变形理论第一讲 2017-4-5 2 本课程的性质和教学目的 性质：本课程为材料成型及控制工程和金属材料工程专业的专业基础课 目的：金属产生塑性变形时在金属学和力学等方面有着共同的基础和规律。因此，金属塑性变形理论是研究和探讨金属在各种塑性加工过程中可遵循的基础和规律的一门学科。其目的在于科学地、系统地阐明这些基础和规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，也为合理制订金属塑性成型工艺规范及选择、设计加工设备奠定理论基础。 2017-4-5 3 本课程的任务 掌握金属塑性变形的物理基础，即掌握影响金属性能的主要因素及原理，掌握金属性能主要指标的测试方法； 掌握金属塑性力学的基础知识，即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力－应变之间关系、塑性变形时的力学条件等塑性理论基础知识。掌握塑性成型问题的几种主要解法（包括解析和数值解法）； 掌握金属塑性成型时的金属流动规律和变形特点，分析金属的基本成型工艺，以便确定合理的坯料尺寸和成型工序； 掌握对成型质量进行定性分析及提高成型质量的方法。 2017-4-5 4 课程实验 开设综合实验课程 金相观察 力学性能检验 模拟轧制过程实验 斜轧穿孔实验 …… 2017-4-5 5 教材及参考书 校园网超星图书馆 或校图书馆借阅 教 材： 《金属塑性变形与轧制理论》（第2版），赵志业，1996 参考书： 《金属塑性成型力学》，王平，崔建忠，2006.8 《材料成型力学》，赵德文，2002 《金属塑性加工力学》，赵志业，1987 《塑性加工金属学》，王占学，1991 《塑性成型力学》，王仲仁，1989 《金属塑性加工理论与工艺》，罗子健，1994 《金属塑性加工原理》，彭大暑主编，2004 《金属塑性加工过程无网格数值模拟方法》，李长生等著，2004 《金属轧制过程人工智能优化》，王国栋，刘相华，2000 《Metal working science and engineering》, Edward M. Mielnik,1991 《Metals Engineering-A Technical Guide》,Leonard E. Samuels,1988 2017-4-5 6 学习要求 作业必须按时交，如果有三次以上不交作业者，取消考试资格。 作业形式包括：手写作业、电子稿作业、计算机程序、讨论PPT等几种形式。 做好课堂笔记，本课程中将有部分补充内容，要求大家记笔记。 要求上课前预习，本课程内容较难，且内容多，信息量较大，要求大家自觉预习。 遵守课堂纪律，本课程不允许迟到早退。 2017-4-5 7 本课程主要内容 金属微观变形机理与宏观性能 金属变形过程的 力学分析 变形体力学的 求解方法 应用 2017-4-5 8 第一章 绪论 主要内容 什么是塑性加工 塑性加工的分类 塑性加工的历史 塑性加工的发展 2017-4-5 9 1.1 什么是塑性加工? 塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力称为塑性。是指材料的永久变形能力。 弹性：材料的可恢复变形的能力 弹塑性：弹性+塑性 2017-4-5 10 金属铸锭或连铸坯在外力作用下使其产生塑性变形，变形后不仅能使其断面的形状和尺寸改变，而且也能改变其组织与性能。这一过程称为塑性加工（塑性成型或压力加工）。 2017-4-5 11 金属塑性加工的特点 加工后组织性能得到改善和提高，经塑性成型，使其结构致密，组织改善 材料利用率高 ，主要依靠金属在塑性状态下的体积转移来实现 生产率高，可实现连续化生产 精度高，精密塑性成型 2017-4-5 12 2017-4-5 13 切削加工种类 2017-4-5 14 1.2 塑性加工的分类 按加工时工件的受力和变形方式 按加工时工件的温度特征 2017-4-5 15 图例 延伸 镦粗 斜轧 横轧 纵轧 模锻 自由锻造 轧 制 锻 造 分类与 名称 压 力 基本受力方式 基本压力加工变形方式 按加工时工件的受力和变形方式 2017-4-5 16 2017-4-5 17 2017-4-5 18 图例 反挤压 正挤压 剪切 弯曲 拉伸成型 冲压（拉延） 拉拔 挤压 分类与名称 剪力 弯矩 拉力 压力 基本受力方式 按加工时工件的受力和变形方式 2017-4-5 19 2017-4-5 20 组合加工变形方式 组合方式 锻造－轧制 轧制－挤压 拉拔－轧制 轧制－弯曲 轧制－剪切 名称 锻轧 轧挤 拔轧 辊弯 搓轧 图例 按加工时工件的受力和变形方式 2017-4-