固态成形原理讲义一板料.ppt

（1）压应力引起的失稳起皱 圆筒形零件拉深时突缘变形区的起皱，曲面零 件成形时悬空部分的起皱，属于这种类型。 （2）剪应力引起的失稳起皱 图3-4 压缩力及剪切力引起失稳时临界应力比较 （3）不均匀拉应力引起的失稳起皱 平板受不均匀拉应力作用，在板坯内产生不均匀内 变形，拉应力的不均匀程度越大，越易产生失稳起 皱。皱纹产生在拉应力最大的部位，其走向与拉伸 方向相同。 (4)板平面内弯曲力引起的失稳起皱 4.2 板材塑性变形的拉伸失稳 4.2.1 塑性拉伸失稳的概念和类型 概念: 图6-15 单向拉伸试验曲线 （1）分散性颈缩(diffuse necking) 塑性变形达到一定程度后，变形开始集中在材 料内某些性能较弱的部位。 （2）集中性颈缩(localized necking) 塑性变形集中在一个狭窄的条带区域（图）， 此时应变硬化不足以使这种颈缩发生转移，应力增 长率远小于承载面积的减小速度，载荷随变形程度 增大而急剧下降。 4.2.2 颈缩条件 （1）分散性颈缩条件 1）单向拉伸 板料单向拉伸时，瞬时载荷为 F=?1A （1） 对式（1）微分，并令dF=0得 （2） 假设拉伸过程板料体积不变： （3） 将（3）式代入（2）式可得单向拉伸时的分散性颈缩条 件： （4） 2）双向拉伸 若板料发生分散性颈缩，则dF1=0，dF2=0，类似于单向 拉伸时的情况，可推出双向拉伸时的分散性颈缩条件为: 图6-17 板料双向拉伸 （2）集中性颈缩条件 产生集中性颈缩的条件：板料在颈缩部位的应 力变化率等于厚度减薄率时，变形不能向外转移。 其表达式为： 单向拉伸： (7) 双向拉伸： (8) 图6-18 集中性颈缩 4.2.3 板料的拉伸失稳 (1) 加载失稳 如以?表示应力状态比,?表示应变状态比 应力应变状态均为双拉时 0 ? ≤ 1，0 ≤ ρ ≤ 1 比例加载时 ρ与?的关系为 (2) 变形失稳 以圆筒拉胀为例，其变形失稳分凸肚型与颈缩型两类。 σθσz：（图3-8a）。 σθσz（确切地说，εθ0）：（图3-8b）。 图3-8 圆筒拉胀失稳 (a为受压状况；b为受拉状况) 4 板材成形极限图 4.1 概述 4.2 网格技术和成形极限图 (1) 成形极限曲线的制作 图4-2-1 网格圆畸变 图4-3 成形极限曲线的制作 图4-6 厚向应变分布 （2）影响成形极限曲线的因素 (a)材料的n、r值 应变刚性指数n值大，材料的强化效应大，应变分布比较均 匀。因此，板料的压制成形性能好，成形极限曲线升高。 厚向异性指数r值大，拉-拉区的极限应变值就（图）。 (b)应变梯度 应变梯度越大，周围材料对危险区材料的补偿作用越 大，应变分散效应愈强，有利于提高成形极限。 (c)测量方法 由于试件和零件上存在应变梯度，网格基圆的直径愈 小，被测椭圆离裂纹愈近，所得的极限应变愈大，愈接近真 实极限应变值。 (d)变形速度 (e)应变途径 帽形件应变轨迹 多工序成形零件应变 5 影响板材成形性的主要因素 (5)拉断与极限压延系数 1）压延件的壁厚分布与危险断面 拉断的位置在危险断面；发生拉断危险的时刻在压延过程的起始阶段，最大压延力出现以前。 顺利进行压延的必要条件： 为什么此处是危险断面？ 2）危险断面强度与极限压延系数 r为材料的厚向异性指数，r愈大?p 也愈大。对于没 有厚向异性的材料，r=1，其?p恰为1.155?b 。亦即 压延时危险断面的强度。 极限压延系数mmin： (6) 影响极限压延系数的因素 1）材料的机械性能 材料的强化率（ 、n、D等)与厚向异性(r)。 2)压延条件 压延条件：指与压延模具的有关几何参数、摩擦 与润滑情况，以及压边力的大小等因素。 3）板料的相