《金属塑性成形原理》课件.ppt

金属塑性成形原理本演示文稿旨在全面介绍金属塑性成形原理。塑性成形是制造业中的关键工艺，通过对金属施加外力，使其产生永久变形，从而获得所需的形状和尺寸。该工艺广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。我们将深入探讨塑性变形的基本概念、理论、工艺以及数值模拟技术，为学习者提供系统的知识体系。

课程介绍：金属塑性成形的重要性广泛应用金属塑性成形是现代工业生产中不可或缺的重要工艺。它广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、电子等各个领域，是制造各种金属零件和产品的基础。提高效率与传统的切削加工相比，塑性成形能够大幅提高材料利用率，减少废料产生，降低生产成本，实现高效生产。改善性能塑性成形能够改善金属材料的组织结构，提高零件的强度、韧性、耐磨性等力学性能，延长使用寿命。

本课程的学习目标1掌握基本概念理解塑性变形的定义、特点以及微观机制，掌握晶体结构的滑移与孪生等基本概念。2掌握理论知识掌握金属材料的力学性能，包括应力-应变曲线分析、屈服强度、抗拉强度、延伸率等。了解屈服准则和流动法则。3熟悉成形工艺熟悉锻压、轧制、拉拔、挤压、板料成形等主要塑性成形工艺的原理、应用及工艺参数控制。4具备分析能力具备分析塑性成形过程中应力状态、计算变形力、设计模具、控制缺陷等能力。

课程内容概述1金属塑性成形基本原理介绍塑性变形的定义、特点、微观机制，以及金属材料的力学性能和塑性变形理论。2金属塑性成形工艺详细讲解锻压、轧制、拉拔、挤压、板料成形等主要塑性成形工艺的原理、应用、工艺参数控制。3缺陷控制与质量提高分析塑性成形过程中常见缺陷的产生原因，提出预防和控制措施，提高成形质量。4数值模拟技术与新型成形技术介绍有限元法在塑性成形中的应用，以及精密塑性成形、热等静压成形、超塑性成形等新型塑性成形技术。

金属塑性成形的基本概念定义金属塑性成形是指通过对金属材料施加外力，使其产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的成形方法。特点塑性成形的特点是材料发生永久变形，变形后形状保持不变，且材料内部组织结构得到改善。分类塑性成形可分为体积成形和板料成形两大类。体积成形主要包括锻压、轧制、挤压、拉拔等，板料成形主要包括弯曲、拉延、冲压等。

塑性变形的定义与特点定义塑性变形是指固体材料在外力作用下发生变形，当外力去除后，变形不能完全恢复的现象。即产生了永久变形。特点塑性变形是宏观上的现象，其微观机制是晶体内部的滑移和孪生。塑性变形过程中，材料的强度和硬度会提高，但塑性会降低。与弹性变形的区别弹性变形是指在外力去除后，变形能够完全恢复的现象。而塑性变形则不能完全恢复，会留下永久变形。

塑性变形的微观机制滑移滑移是指晶体内部原子沿一定晶面和晶向发生相对移动的现象。滑移是塑性变形的主要方式。孪生孪生是指晶体内部一部分原子沿一定晶面发生有规则的切变，形成与母晶对称的晶体结构。孪生通常发生在滑移难以进行的条件下。位错位错是晶体内部的一种线缺陷，位错的运动是滑移的微观机制。位错的增殖和交割会使材料强化。

晶体结构的滑移与孪生滑移系统滑移系统的数量和性质决定了金属的塑性变形能力。面心立方金属具有较多的滑移系统，因此塑性较好。孪生变形孪生变形通常发生在低温或高应变速率下，是滑移的一种补充机制。孪生会导致晶体的取向发生改变。晶界影响晶界是滑移的阻碍，细晶粒金属具有较高的强度和硬度，但塑性也较差。粗晶粒金属则相反。

金属材料的力学性能强度金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力。1塑性金属材料发生塑性变形而不破坏的能力。2硬度金属材料抵抗局部塑性变形的能力。3韧性金属材料吸收能量和抵抗断裂的能力。4

应力-应变曲线分析应变应力应力-应变曲线反映了金属材料在拉伸过程中的力学行为。曲线的初始阶段是弹性变形阶段，应力与应变成正比。超过屈服强度后，进入塑性变形阶段，应力增加缓慢，直至达到抗拉强度。之后，应力下降，直至断裂。通过应力-应变曲线可以获得屈服强度、抗拉强度、延伸率等重要力学性能指标，用于评价材料的塑性成形性能。

屈服强度、抗拉强度、延伸率屈服强度金属材料开始发生塑性变形时的应力值，是衡量材料抵抗塑性变形能力的重要指标。抗拉强度金属材料在拉伸过程中所能承受的最大应力值，是衡量材料抵抗断裂能力的重要指标。延伸率金属材料在拉伸断裂后，试样的伸长量与原始长度的比值，是衡量材料塑性的重要指标。

硬度测试原理及应用硬度定义硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。常用的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。测试原理硬度测试的原理是用一定形状的压头，在一定的载荷作用下压入材料表面，测量压痕的尺寸或深度，从而确定硬度值。应用硬度测试广泛应用于金属材料的质量控制、热处理效果检验、表面处理效果评价等方面。硬度与强度之间存在一定的关系，可以通过硬度值估算强度值。

金属材料的塑性变形理论1屈服准则描述金属材料从弹性状态进