冷冲压成型的基本理论.pptVIP

1.4冷冲压成型的基本理论 一、材料的塑性变形及断裂破坏 1、拉伸内力、应力的计算 内力：P=F (N) 应力：σ＝P/A (Mpa) 2、材料破坏试验 σS------流动极限 σb------ 断裂破坏 σb- σs各种材料不同的数值 见教材P218附录A 3、计算 Ф＝15mm,Q235,F=﹖拉断 查表： σb＝470 Mpa A=π =3.14X7.5X7.5=176.625mm σ ＝F/A∴F=A σ=176.625mm X470Mpa =176.625mm X470N/mm =83013(N) =83(KN) 二、剪切 1、内力：P=F 2、应力:τ=P/A (Mpa) τ s------流动极限 τ b－－断裂（破坏）极限 各种材料的τb见P218表A 三、复杂应力状态 1、P17,图1－11，1－12 材料的破坏既有拉应力，又有剪应力。 由第一～第四强度理论计算。 用第三强度理论，材料的许用应力应该大于最大拉应力和最小拉应力之差。 σ １－σ３≤［ σ］或σ １－σ３＝ σs τmax= ( p18公式1-3) 第四强度理论： 2、上面理论在实践中较难使用（主应力的大小和方向），所以在冲裁破坏中，使用以下材料的材料破坏公式。（类似于剪切破坏） F=KτA(N) K---与β和主应力有关的系数，取1.3 τ为τb(Mpa) F---破坏材料的总冲裁力（N) A---截面积（mm ) 例：材料Q235,求冲裁力F=? 作业 求图示工件冲裁力的大小。（复合模） 材料20号钢，尺寸如图。 3、强度理论的几点说明 1）对应σ有ε。 弹性变形： σ＝E ε （ 有应力的方向一定有应变。） 2）ε1＋ε2＋ε3＝0 体积不变定理 3）复杂应力下塑性变形与应力的关系为： 由此： 1）球应力状态下（三向受压）： σ 1＝ σ2＝ σ3＝ σm（平均应力），则 ε 1＝ ε2＝ ε3＝0 即毛坯的塑性变形为0，只有弹性变形存在。（有应力无应变） 2）三向应力状态下，如果一个方向ε2为0，则该向应力为平均应力σ2＝ σm（平均应力） 即有应力的方向无应变（宽板弯曲）。 3)应力和应变不一定对应 由1－6可见，拉应力不一定对应伸长变形。（三向受压，压应力最小的方向是伸长变形） 4、屈强比的概念P14 σ s/ σb,由应力应变图可见 σ b与σs之差越大，屈强比越小，材料的塑性变形区间越大，塑性变形性能越好。 作业 1受三向压应力的金属，只要压力足够大，在压应力方向一定发生塑性变形。 2毛坯受三向应力状态，如果其中一个主应力等于平均应力，则该方向上不产生塑性变形。 3毛坯处于三向应力状态，如果其中一个方向发生压缩变形，则毛坯在该方向上受到的应力一定是压应力。 4在金属产生塑性变形时，不一定同时存在弹性变形。 5根据塑性变形的体积不变定律,冲裁材料的三向主应变的关系为 。 A ε1+ε2+ε3＝0 Bε1+ε2+ε30 Cε1+ε2+ε30 D 不确定 * 2 2 2 2 或＝σs, （P19公式1－4） 上两式：σ1，σ2， σ3为立方体上的主应力，且： σ1＞ σ2＞ σ3 上式简化后，也可写成： σ 1－ σ2≤βσs Β=1～1.155 （P19公式1－5） 2 A=Lt=(2X30+πd)x2=(60+3.14X12)x2=195.36mm 2 F=KτA=1.3X380X195.36=96507.84(N) =96.5(KN) τ---查表＝330～380（Mpa) 公式1－6 公式1－7 *