《材料塑性成型原理》.ppt

材料塑性成形原理PrincipleofPlasticDeformationinMaterialProcessing绪论塑性加工的用途塑性加工的用途金属塑性加工的方式金属塑性加工的方式金属压力加工金属压力加工金属压力加工金属压力加工汽车制造汽车制造波音777组装塑性加工的定义金属塑性成形的分类体积成形
①锻造
通过金属体积的转移和分配来进行塑性成形
自由锻：锻件精度低，生产率不高，适于单件、小批量生产或大型锻件生产模锻（开式模锻、闭式模锻)：
锻件外形和尺寸精度高，生产率高，适于大批量生产体积成形
②轧制：使金属锭料或坯料通过两个旋转轧辊间的直线或异型的特定空间来获得一定截面形状的材料，使大截面材料变成了小截面材料，可生产型材、板材等。体积成形
③拉拔：将中等截面坯料拉过有一定形状的模孔来获得小截面材料，可生产棒材、管材和线材。体积成形
④挤压：将在筒体中的大截面坯料或锭料一端加压，使金属从模孔中挤出，从而获得符合模孔截面形状的小截面材料。在挤压成形过程中，材料受到较大的三向压应力作用，适于生产低塑性材料的型材和管材。板料成形
分离工序(落料、冲孔）
成形工序（弯曲、拉深）金属塑性成形的特点
弹性(elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性
塑性(plasticity)：在外力作用下使材料发生稳定、持久变形而不破坏其完整性的能力，不可逆性

可逆性：弹性变形—可逆；塑性变形—不可逆
-关系：弹性变形—线性；塑性变形—非线性
与加载路径的关系：弹性—无关；塑性—有关
对组织和性能的影响：弹性变形—无影响；
塑性变形—影响大（加工硬化、晶粒细化、位错密度增加、形成织构等）
变形机理：弹性变形—原子间距的变化；
塑性变形—位错运动为主
弹塑性共存：整体变形中包含弹性变形和塑性变形；塑性变形的发生必先经历弹性变形；在材料加工过程中，工件的塑性变形与工模具的弹性变形共存。

主应力法
滑移线法
上限法
有限元法

主应力法（初等解析法）

从塑性变形体的应力边界条件出发，建立简化的平衡方程和屈服条件，并联立求解，得出边界上的正应力和变形的力能参数，不考虑变形体内的应变状态。
滑移线法

假设材料为刚塑性体，在平面变形状态下，塑性变形区内任一点存在两族正交的滑移线族，结合边界条件可解出滑移线场和速度场，从而求出塑性变形区内的应力状态和瞬时流动状态，计算出力能参数。
上限法

从变形体的速度边界条件出发，对塑性变形区取较大的单元，根据极值原理，求出塑性变形能为极小值时满足变形连续条件和体积不变条件时的动可容速度场，计算出力能参数，不考虑塑性变形区的应力状态是否满足平衡方程。
有限元法

将连续体离散为有限个单元的组合体，单元之间用节点连接，在每个单元内假设近似函数即插值函数来分片表示系统的求解场函数，插值函数由节点值确定，单元之间的作用由节点传递，建立物理方程，对全部单元的组合体进行数值计算，可求出变形体内的应变、应力等场变量以及力能参数。材料成形问题的复杂性汽车覆盖件冲压成形过程模拟
板料液压成形过程模拟
弯管成形过程模拟
五金级进模零件成形过程模拟
金属锻造成形过程模拟
金属拉拔成形过程模拟
……………………..模型的建立模型的建立4444与其它学科的区别塑性成形技术需解决的基本问题塑性加工发展趋势本领域的主要研究课题本课程的基本任务本课程的基本要求第一章绪论
第二章金属塑性变形的物理本质
第三章金属塑性变形的力学基础
第四章金属塑性成形中的摩擦
第五章塑性加工中的流动与变形规律
第六章主应力法及其应用
主要参考资料第二章金属塑性变形的物理本质§2.1金属塑性变形的主要机制
§2.2塑性加工中金属的组织与性能
§2.3金属的塑性
§2.4金属的超塑性
§2.5塑性变形的温度——速度效应
§2.6金属的变形抗力

§2.1金属塑性变形的主要机制2.1.1晶内的塑性变形机构滑移面与滑移方向孪生滑移与宏观塑性变形的关系2.1.2晶间的塑性变形机构2．溶解—沉积机构3．非晶机构2.1.3多晶体变形的特点2．晶界的作用及晶粒大小的影响晶界的作用晶粒大小的影响2.1.4合金的塑性变形2．多相合金的变形2.1.5变形机构图§2.2塑性加工中金属的组织与性能2.2.1冷变形2.2.2热变形2)热变形过程中的回复与再结晶3)热变形对金属组织性能的影响1）改善晶粒组织
2）锻合内部缺陷
3）破碎并改善碳化物和非金属夹杂物
在钢中的分布
4）形成纤维组织
5）改善偏析
动态再结晶图及其应用§2.3金属的塑性2.3.1塑性的基本概念塑性与柔软性的对立统一为什么要研究金属的塑性？2.3.2塑性指标及其测量方法塑性指标塑性指标的测量方法拉伸试验法压缩试验法扭转试验法轧制模拟试验法§2.3.3影响金属塑性的因素影响塑性的内部因素影响金属塑性的外部因素温