金属塑性加工.ppt

正应变：指线元单位长度的变化量。第64页,共90页，星期六，2024年，5月剪应变：表示变形体剪切变形大小的物理量。一点应变状态表示：第65页,共90页，星期六，2024年，5月2.应变与相对位移的关系第66页,共90页，星期六，2024年，5月过一点的三正交线元的正应变和剪应变与相对位移的关系：小应变几何方程—已知位移场,可求得应变场第67页,共90页，星期六，2024年，5月3.塑性变形时的体积不变条件体积的变化主要取决于静水压力?m，?—泊桑比，E—弹性模量第68页,共90页，星期六，2024年，5月说明一点应变状态的三个线应变不可能是同号应变。用主应变表示的应变状态只有以下三种：拉伸类压缩类纯剪类（平面变形）第69页,共90页，星期六，2024年，5月4.用网格尺寸变化表示应变第70页,共90页，星期六，2024年，5月应变增量和应变速率张量为了分析和求解大塑性变形，往往取从某一瞬时开始产生的应变微小变化量，称此为应变的增量。应变速率是指应变对时间的变化率，也属于瞬时应变。第71页,共90页，星期六，2024年，5月应变速率表示变形体内质点距离改变的快慢，也即各点位移速度的差别。应变速率不仅取决于工具速度，而且与变形体的几何形状、尺寸以及边界条件有关。因此，不能只根据工具速度来衡量变形体内质点的应变速率大小。第72页,共90页，星期六，2024年，5月五、屈服准则屈服准则的概念描述不同应力状态下变形体进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的条件。单向拉伸：?＝?s复杂应力状态：f（?1，?2，?3）＝Cf（J1，J2，J3）＝Cf（J2，J3）＝C第73页,共90页，星期六，2024年，5月2.Tresca屈服准则——最大剪应力准则根据单向拉伸实验，材料进入屈服时则有：第74页,共90页，星期六，2024年，5月3.Mises屈服准则——能量屈服准则单向拉伸屈服时：?1＝?s，?2＝?3＝0，C＝2?s2纯剪屈服时：?1＝-?3＝K，?2＝0，C＝6K2第75页,共90页，星期六，2024年，5月J2＝[(?1-?2)2+(?2-?3)2+(?3-?1)2]/6Mises屈服准则又可表示为：J2＝?s2/3另外，塑性变形时单元金属体积的单位形状变化弹性位能Uf第76页,共90页，星期六，2024年，5月4.屈服准则的几何表示第77页,共90页，星期六，2024年，5月第78页,共90页，星期六，2024年，5月小结：两个屈服面实际相差不多，最大误差15.5％。屈服面内为弹性区，屈服面上为塑性区。当物体承受三向等拉或三向等压应力状态时（OE线），不管其绝对值多大，都不可能发生塑性变形。第79页,共90页，星期六，2024年，5月例1：一个两端封闭的薄管经受到的内压力为35MPa，薄壁管的平均半径为300mm。（1）如果材料的?s＝700MPa，根据Tresca屈服准则，为保证薄壁管处于弹性状态，管壁最小的厚度为多少？（2）如果材料的剪切屈服极限为K＝280MPa，根据Tresca准则，管壁的最小厚度应是多少？例2：用Mises准则解上题。第80页,共90页，星期六，2024年，5月5.屈服准则在塑性加工中的实际应用（1）关于屈服准则的正确选用问题对于Mises准则，通常选用其简化表达式：?1－?3＝??s（?为应力修正系数）?确定?1，?3的方法：异号应力状态，拉应力为?1，压应力为?3；平面应力的同号应力状态，径向应力的绝对值总小于切向应力的绝对值；三向同号应力状态根据应力应变顺序对应规律，由应变可以反推应力顺序，即对应于主伸长方向的应力就是?1，对应于主缩短方向的应力即为?3。?在单向受拉或受压及轴对称应力状态，?＝1；在纯切状态和平面应变状态，?＝1.15第81页,共90页，星期六，2024年，5月（2）关于