2014第1讲塑性成形原理概论选编.ppt

金属塑性成形原理 材料工程学院 2014.7 课程信息 学时：40学时 考试方式：期末闭卷考试 平时成绩占总成绩30% 联系方式：工程实践中心5-339 电话 主讲教师：黄英娜 本课程的性质和教学目的 性质：本课程是材料成形与控制工程专业（模具设计）的一门主要专业基础课 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，金属塑性成形原理课程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，也为合理制订塑性成形工艺规范及选择设备、设计模具奠定理论基础。 第一章：绪论 1.1本课程的任务 1.2金属塑性加工的实质 1.3金属塑性加工的分类 1.4金属成形理论的发展概况 1.1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。掌握塑性成形问题的几种主要解法（包括解析和数值解法）； 掌握金属塑性成形时的金属流动规律和变形特点，分析金属的基本成形工艺，以便确定合理的坏料尺寸和成形工序； 教材及参考书 教材：俞汉清主编、机械工业出版社出版，《金属塑性成形原理》，2008 参考书： 董湘怀主编，《金属塑性成形原理》，机械工业出版社，2011 汪大年主编，《金属塑性成形原理》，高等教育出版社，1988 刘全坤主编，《材料成形基本原理》，机械工业出版社， 1995 万胜狄主编，《金属塑性成形原理》，机械工业出版社，1995 要求 作业必须按时交。 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，课时少，信息量较大，要求大家自觉预习。 遵守课堂纪律，有事请提前请假。 1.2金属塑性加工的实质 一、基本概念 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 塑性成形：使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力学性能的加工方法，称为塑性成形（塑性加工或压力加工） 二、零件的机械制造方法 二、金属塑性成形的主要特点 加工后组织性能得到改善和提高，经塑性成形，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。 精度高，精密塑性成形。 生产率高，如高速冲，1500-1800次/分钟 。 塑性加工一般通过模具进行。 1.3金属塑性加工的分类 一、塑性成形分类（一） 1、块料加工 轧制：型材、板材、管材 挤压：型材、管材或零件 拉拔：棒材、管材和线材 自由锻：结构件 模锻：结构件 2、板料成形 随着技术的发展，还不断产生新的塑性成形方法，例如：液态模锻、超塑 成形，这些都进一步扩大了塑性成形的应用范围。 二、塑性成形分类（二） 复合工艺 一、物理学方面（提出了塑性的概念） （从微观上对塑性变形的机理做了科学的解释） 著名的压缩试验：卡尔曼（ Von Karman ）试验 1912，Von Karman 大理石压缩实验——压缩变形8% 完全脆性材料在很大的三向压应力下产生了可观的塑性变形的试试。 说明：塑性是存在的、普遍存在的、可以变化的。 二、塑性成形力学方面 法国工程师屈雷斯加（H.Tresca）1864提出最大剪应力屈服准则， 德国米塞斯（Von Mises），1913，Mises屈服准则 M.Levy 1871年，提出了应力应变增量关系 Levy-Mises B.Saint-Venant 1870，应力应变速率方程，（塑性流动方程） H.Hencky .L.Prandtl 1923，平面塑性变形的滑移线几何性质 A Reuss 1930，弹塑性应力应变关系 三、将塑性理论应用于金属塑性加工（求解方法） 主应力法 上限法 UBET 视塑性法 FEM(Finite Element Method) 作业 P5－1：什么是金属的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特点？ P5－2：试述塑性成形的一般分类。 预习第二章第一节及第二节：金属冷态下的塑性变形、金属热态下的塑性变形，重点是第一节。 板料成形一般称为冲压。它是对厚度较小的板料，利用专门的模具，使