塑性成形重要知识点总结
塑性成形一二章重点概念整理(精)

塑性是一种在外力作用下,是金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性成形是指金属材料在一定外力作用下利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。
一次加工的方法:轧制、挤压、拉拔。
塑性变形机理 :一、晶内变形滑移 :指晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的宁一部分发生相对滑动或切变。
滑移系 :一格滑移面和其上的一个滑移方向体心立方 :12面心立方 :12密排六方 :3孪生 :是指晶体在切应力的作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。
二、晶间变形冷塑性变形对金属组织和性能的影响 :一、组织的变化 :1. 晶粒形状的变化 2. 晶粒内产生的亚结构 3. 晶粒位向改变二、性能的变化 :加工硬化 :指金属随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性韧性降低。
加工硬化是强化金属的重要途径。
金属热态下的塑性变形 :一、热塑性变形时的软化过程 :动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶、二、金属热塑性变形机理主要有:晶内滑移,晶内孪生,晶界滑移和扩散蠕变等。
热塑性变形对金属组织和性能的影响 :改善晶粒组织、锻合内部缺陷、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布、形成纤维组织、超塑性变形 :在一些特定条件下,如一定的化学成分、特定的显微组织、特定的变形温度和应变速率等, 金属会表现出异乎寻常的高塑性状态,即所谓超常的塑性变形。
超塑性 :某些合金在特定的变形条件下具有均匀变形能力,其伸长率可以达到百分之几百、甚至几千,这就是超塑性。
超塑性种类 :细晶超塑性、相变超塑性。
影响细晶超塑性的主要因素 :应变速率的影响、变形温度的影响、组织的影响。
变形温度对金属塑性的影响 :总趋势 :随着温度升高,塑性增加,但是这种增加并非简单的线性上升, 再加热过程的某些温度区间,往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区、使金属的塑性降低。
温度升高使金属塑性增加的原因 :1. 发生回复或再结晶 2. 原子动能增加,使位错活动性提高、滑移系增多,从而改善了晶粒之间变形的协调性。
塑性成形原理知识点总结

塑性成形原理知识点总结一、塑性成形的基本原理1. 塑性成形的基本原理是通过施加外部应力使材料受力,发生形变,从而改变其形状和尺寸。
外部应力可以是拉伸、压缩、弯曲等形式,材料受到应力后发生塑性变形,达到所需的形状和尺寸。
2. 塑性成形的基本原理还包括在一定的温度条件下进行成形。
材料在一定温度范围内会发生晶粒的滑移和再结晶等变化,使材料更容易流动和变形,这对于塑性成形的效果非常重要。
3. 塑性成形的基本原理还涉及到应变硬化和材料流动等方面的知识。
应变硬化是指材料在形变过程中发生的一种增加抗力的现象,材料流动则是指材料在应力作用下发生的形变过程,通过流动来实现所需的成形效果。
二、材料在塑性成形过程中的变形规律1. 材料在塑性成形过程中会发生各种形式的变形,包括平面应变变形、轴向应变变形、弯曲应变变形、扭曲应变变形等。
不同的成形方式会引起不同形式的变形,需要根据具体情况进行分析和处理。
2. 材料在塑性成形过程中的变形还受到横向压缩和减薄等因素的影响。
横向压缩会导致材料沿其厚度方向出现侧向膨胀的现象,减薄则是指材料在成形过程中产生的减小尺寸和厚度的现象。
3. 材料在塑性成形过程中还会出现显著的硬化现象。
随着形变量的增加,材料的硬度和抗力会逐渐增加,这对于成形过程的控制和调整非常重要。
三、材料在塑性成形过程中的流变规律1. 材料在塑性成形过程中会发生流变,即在应力的作用下发生形变的过程。
材料的流变规律是指在应力条件下材料的变形规律和流动规律,这对于塑性成形技术的研究和应用非常重要。
2. 材料在塑性成形过程中还会出现应力和应变的分布不均匀、表面变形、壁厚变化等现象。
这些现象会导致成形件质量的不稳定性和变形过程的复杂性,需要进行合理的控制和调整。
3. 材料在塑性成形过程中还会受到局部热和化学变化的影响。
局部热和化学变化会影响材料的微观结构和性能,对于成形过程的控制和调整也具有重要的参考意义。
四、塑性成形的热变形和冷变形1. 塑性成形通常分为热变形和冷变形两种方式。
金属塑性成型原理-知识点

名词解释塑性成型:金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法加工硬化:略动态回复:在热塑性变形过程中发生的回复动态再结晶:在热塑性变形过程中发生的结晶超塑性变形:一定的化学成分、特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和变形速率等,则金属会表现出异乎寻常的高塑性状态塑性:金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
屈服准则(塑性条件):在一定的变形条件下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,指点才开始进入塑性状态,这种关系成为屈服准则。
塑性指标:为衡量金属材料塑性的好坏,需要有一种数量上的指标。
晶粒度:表示金属材料晶粒大小的程度,由单位面积所包含晶粒个数来衡量,或晶粒平均直径大小。
填空1、塑性成形的特点(或大题?)1组织性能好(成形过程中,内部组织发生显著变化)2材料利用率高(金属成形是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的,不切削,废料少,流线合理)3尺寸精度高(可达到无切削或少切屑的要求)4生产效率高适于大批量生产失稳——压缩失稳和拉伸失稳按照成形特点分为1块料成形(一次加工、轧制、挤压、拉拔、二次加工、自由锻、模锻2板料成形多晶体塑性变形——晶内变形(滑移,孪生)和晶界变形超塑性的种类——细晶超塑性、相变超塑性冷塑性变形组织变化——1晶粒形状的变化2晶粒内产生亚结构3晶粒位向改变固溶强化、柯氏气团、吕德斯带(当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时,金属表面会出现粗超不平、变形不均匀的痕迹,称为吕德斯带)金属的化学成分对钢的影响(C略、P冷脆、S热脆、N兰脆、H白点氢脆、O塑性下降热脆);组织的影响——单相比多相塑性好、细晶比粗晶好、铸造组织由于有粗大的柱状晶粒和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷、塑性降低。
摩擦分类——干摩擦、边界摩擦、流体摩擦摩擦机理——表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论库伦摩擦条件T=up 常摩擦力条件t=mK塑性成形润滑——1、特种流体润滑法2、表面磷化-皂化处理3、表面镀软金属常见缺陷——毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、碳化物偏析、异金属杂物、白点、缩口残余影响晶粒大小的主要因素——加热温度、变形程度、机械阻碍物常用润滑剂——液体润滑剂、固体润滑剂(干性固体润滑剂、软化型固体润滑剂)问答题1、提高金属塑性的基本途径1、提高材料成分和组织的均匀性2、合理选择变形温度和应变速率3、选择三向压缩性较强的变形方式4、减小变形的不均匀性2、塑性成形中的摩擦特点1、伴随有变形金属的塑性流动2、接触面上压强高3、实际接触面积大4、不断有新的摩擦面产生5、常在高温下产生摩擦3、塑性成形中对润滑剂的要求1、应有良好的耐压性能2、应有良好的耐热性能3、应有冷却模具的作用4、应无腐蚀作用5、应无毒6、应使用方便、清理方便4、防止产生裂纹的原则措施1、增加静水压力2、选择和控制适合的变形温度和变形速度3、采用中间退火,以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等。
塑性力学知识点

《塑性力学及成形原理》知识点汇总第一章绪论1.塑性的基本概念2.了解塑性成形的特点第二章金属塑性变形的物理基础1.塑性和柔软性的区别和联系2.塑性指标的表示方法和测量方法3.磷、硫、氮、氢、氧等杂质元素对金属塑性的影响4.变形温度对塑性的影响;超低温脆区、蓝脆区、热脆区、高温脆区的温度范围补充扩展:1.随着变形程度的增加,金属的强度硬度增加,而塑性韧性降低的现象称为:加工硬化2.塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示,通过拉伸试验可以的两个塑性指标为:伸长率和断面收缩率3.影响金属塑性的因素主要有:化学成分和组织、变形温度、应变速率、应力状态(变形力学条件)4.晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小,金属的塑性越好5.应力状态对于塑性的影响可描述为(静水压力越大):主应力状态下压应力个数越多,数值越大时,金属的塑性越好6.通过试验方法绘制的塑性——温度曲线,成为塑性图第三章金属塑性变形的力学基础第一节应力分析1.塑性力学的基本假设2.应力的概念和点的应力状态表示方法3.张量的基本性质4.应力张量的分解;应力球张量和应力偏张量的物理意义;应力偏张量与应变的关系5.主应力的概念和计算;主应力简图的画法公式(...3.-.14..)应力张量不变量的计算...........122222223()2() x y zx y y z z x xy yz zx x y z xy yz zx x yz y zx z xyJ J Jσσσσσσσσστττσσστττστστστ=++=-+++++=+-++公式(...3.-.15..)应力状态特征方程.........321230J J J σσσ---= (当已知一个面上的应力为主应力时,另外两个主应力可以采用简便计算公式(...3.-.35..).的形式计算)6.主切应力和最大切应力的概念计算公式..(.3.-.25..).最大切应力.....)(21min max max σστ-= 7.等效应力的概念、特点和计算主轴坐标系中......公式..(.3.-.31..).8σ=== 任意坐标系中......公式..(.3.-.31a ...).σ=8.单元体应力的标注;应力莫尔圆的基本概念、画法和微分面的标注 9.应力平衡微分方程 第二节 应变分析1.塑性变形时的应变张量和应变偏张量的关系及其原因 2.应变张量的分解,应变球张量和应变偏张量的物理意义 2.对数应变的定义、计算和特点,对数应变与相对线应变的关系 3.主应变简图的画法 3.体积不变条件公式(...3.-.55..).用线应变....0x y z θεεε=++=;用对数应变.....(主轴坐标系中)........0321=∈+∈+∈ 4.小应变几何方程公式(...3.-.66..).1;()21;()21;()2x xy yx y yzzy z zx xz u u v x y x v v w y z yw w u z x zεγγεγγεγγ∂∂∂===+∂∂∂∂∂∂===+∂∂∂∂∂∂===+∂∂∂ 第三节 平面问题和轴对称问题1.平面应变状态的应力特点;纯切应力状态的应力特点、单元体及莫尔圆公式(...3.-.8.6.).12132()z m σσσσσ==+= 第四节 屈服准则1.四种材料的真实应力应变曲线 2.屈雷斯加屈服准则 公式(...3.-.96..).max 2s K στ== 3.米塞斯屈服准则公式(...3.-.10..1.).2222222262)(6)()()(K s zx yz xy x z z y y x ==+++-+-+-στττσσσσσσ 2221323222162)()()(K s ==-+-+-σσσσσσσ公式(...3.-.102...).s sσσσσ==== 4.两个屈服准则的相同点和差别点5.13s σσβσ-=,表达式中的系数β的取值范围 第五节 塑性变形时应力应变关系 1.塑性变形时应力应变关系特点 2.应变增量的概念,增量理论公式(...3.-.125...).'ij ij d d εσλ= 公式(...3.-.129...).)](21[z y x x d d σσσσεε+-=;xy xy d d τσεγ23= )](21[z x y y d d σσσσεε+-=;yz yz d d τσεγ23=)](21[y x z z d d σσσσεε+-=;zx zx d d τσεγ23=3.比例加载的定义及比例加载须满足的条件 第六节 塑性变形时应力应变关系 1.真实应力应变曲线的类型第四章 金属塑性成形中的摩擦1.塑性成形时摩擦的特点和分类;摩擦机理有哪些?影响摩擦系数的主要因素 2.两个摩擦条件的表达式3.塑性成形中对润滑剂的要求;塑性成形时常用的润滑方法 第五章 塑性成形件质量的定性分析 1.塑性成形件中的产生裂纹的两个方面2.晶粒度的概念;影响晶粒大小的主要因素及细化晶粒的主要途径 3.塑性成形件中折叠的特征 第六章 滑移线场理论简介1.滑移线与滑移线场的基本概念;滑移线的方向角和正、负号的确定 2.平面应变应力莫尔圆中应力的计算;公式(...7.-.1.).ωτωσσωσσ2cos 2sin 2sin K K K xy m y m x =+=-= 3.滑移线的主要特性;亨盖应力方程公式(...7.-.5.).2ma mb ab K σσω-=± 4.塑性区的应力边界条件;滑移线场的建立练习题一、应力1、绘制⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=410140002ij σ的单元体和应力莫尔圆,并标注微分面。
塑性成形技术重点内容

第一部分绪论一、塑性成形工艺分类1一次塑性加工:轧制、挤压、拉拔等工艺,是生产型材、板材、线材、管材的加工方法。
2二次塑性加工:以一次塑性加工获得的型材、板材、线材、管材、棒材为原材料进行再次塑性成形——冲压、锻造。
第二部分冲压工艺一、冲压加工三要素:1冲压设备2模具3原材料二、冲压工艺分类:1按变形性质分:⑴分离工序——被加工材料在外力作用下产生变形,当作用在变形部分的应力达到了材料的抗剪强度,材料便产生剪裂而分离,从而形成一定形状和尺寸的零件。
⑵成形工序——被加工材料在外力作用下仅仅产生塑性变形,得到一定形状和尺寸的零件,这些冲压工序统称成形工序。
2按变形方式分:冲裁、弯曲、拉深、成形。
3按工序组合形式分:⑴复合冲压⑵连续冲压⑶连续-复合冲压三、板料力学性能与冲压成形性能的关系1两种失稳状态:⑴拉伸失稳——板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂。
⑵压缩失稳——板料在压应力作用下出现起皱。
2衡量冲压成形性能的标准——破裂性、贴模性、定形性。
⑴冲压成形性能——板料对冲压成形工艺的适应能力。
⑵贴模性——板料在冲压过程中取得与模具形状一致性的能力。
影响贴模性的因素是起皱、塌陷。
⑶定形性——零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。
影响定形性的主要因素是回弹。
3板平面各向异性指数△γ△γ↑,表示板平面内各向异性↑,拉深时在零件端部出现不平整的凸耳现象,必须进行修边处理。
第三部分锻造工艺第一章热锻(P239)一、锻造分类1按变形温度:热锻、温锻、冷锻2按作用力来源:①手工锻造②机械锻造:自由锻模锻胎膜锻特种锻造胎膜锻——在自由锻设备上采用活动模具成形锻件的方法。
二、锻前加热(P242)1目的:↑塑性,↓变形抗力,使之易于流动成形并获得良好的锻后组织。
2加热方法:⑴火焰加热⑵电加热:①感应电加热②接触电加热③电阻炉加热⑶少无氧化加热:精锻生产中,实现少无氧化加热的加热方法:①快速加热②介质保护加热③少无氧化火焰加热三、锻造温度范围选择原则(P245~246)1始锻温度T始:AE线以下150~250℃,尽可能高,但不能过高2终锻温度T终:①碳钢:T终≧A1线②亚共析钢:T终=A3+15~50℃(800℃左右),尽可能低,但不能过低③共析钢和过共析钢: A1+50~70℃≤T终≤Acm线参见P246图9-9四、加热缺陷(P247)1氧化:生成氧化铁(氧化皮)2脱碳:表面含碳量↓,变软3过热:强度和韧性↓定义:当毛坯加热温度超过始锻温度或毛坯在高温下停留时间过长,都会引起奥氏体晶粒迅速长大,即过热。
塑性成形工艺与模具设计必考要点

第一章1、一次加工:以生产原材料为主,包括轧制、挤压、拉拔二次加工:生产零件及毛坯加工,包括自由锻、模锻、挤压(冲压)2、分离工序:利用冲模在压力机外力作用下,使板料分离出一定的形状和尺寸的工件的冲压工序。
包括:落料、冲孔、切断、切边、剖切等。
成形工序:利用冲模在压力机外力作用下,使板料产生塑性变形而得到要求的形状和尺寸的工件的冲压工序。
包括:弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口、缩口、旋压等。
3、塑性成型工艺及模具技术发展趋势:1.制件伏质化。
2.生产柔性化。
3.工艺省力化。
伏质化体现在:1.毛坯尺寸精化。
2.生产高性能材料的制件。
生产柔性化的目的是适应品种多变的需要,要求换模的时间短,设备做尽可能多的运动方式。
4、板料对冲压成形工艺的适应能力称为板料的冲压成形性能。
5、贴膜性:指板料在冲压过程中取得与模具形状一致性的能力,成形过程中发生的起皱、塌陷等缺陷均会降低零件的贴膜性。
注:贴膜性和定性性是决定零件形状的尺寸精度的重要因素。
6、回弹是影响定性性的主要因素。
7、对板料冲压成形性影响较大的力学性能指标有:屈服强度s σ、屈强比bs σσ/、伸长率、硬化指数n 、厚向异性系数γ、板平面各向异性系数γ∆。
注:伸长率大,屈强比小,弹性模数大、硬化指数高和厚向异性系数大有利于各种冲压成形工序。
8、装模高度:指滑块在下死点时,滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。
封闭高度:指滑块在下死点时,滑块下表面到工作台上表面的距离。
工作台垫板=装模高度-封闭高度第二章1、刃口尺寸计算方法有:凸模与凹模分别加工; 凸模与凹模配合加工。
2、材料面积包括零件的实际面积与废料面积。
废料分两类:结构废料和工艺废料。
3、搭边是指排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的剩料。
作用:使条料定位,保证零件的质量和精度,补偿定位误差,确保冲出合格的零件,并使条料有一定的刚度,不弯曲,便于送进并能使冲模寿命提高。
4、确定条料宽度的原则是:最小条料宽度要保证冲裁时零件周围有足够的搭边值;最大条料宽度能在导料板间送进,并与导料板间有一定的间隙。
塑性成形原理知识点

1、塑性的概念:在外力作用下使固体金属发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
2、塑性加工的特点:组织、性能好;材料利用率高;尺寸精度高;生产效率高。
3、塑性成形的分类:按工艺方法→体积(块料)成形{锻造、轧制、挤压、拉拔等},板料成形{弯曲、拉深、冲裁、剪切等};按成形温度→热成形、温成形、冷成型。
4、多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。
晶内变形的主要方式为滑移和孪生,其中以滑移变形为主。
5、体心立方:α-Fe、Cr、W、V、Mo;面心立方:Al、Cu、Ag、Ni、γ-Fe;密排六方:Mg、Zn、Cd、α-Ti6、滑移的特点:滑移系越多,金属变形协调性好,塑性高。
滑移方向的作用大于滑移面的作用。
7、单位面积上的内力称为应力。
8、当滑移面上的剪切应力达到某一个值时,晶体产生滑移,改应力值即为临界剪切应力值。
9、滑移方向上的切应力分量为:τ=σcosυcosλ。
10、位错理论是指:滑移过程不是所有原子沿着滑移面同时产生刚性滑动,而是在某些局部区域先产生滑移,并逐步扩大。
11、晶体的滑移的主要方式是位错的移动和增值。
12、晶间变形是微量且困难的,其主要方式是晶粒间的相互滑动和转动。
13、塑性变形的特点是:具有不同时性、不均匀性和相互协调性。
14、晶粒大小对金属塑性变形的影响:当晶粒越小时,金属变形抗力越大、塑性越好、表面质量越好。
15、固溶体晶体中的异类原子(溶质原子)会阻碍位错的运动,从而对金属的塑性变形产生影响,表现为变形抗力和加工硬化率有所增加,塑性下降。
这种现象称为固溶强化。
16、当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时,金属表面会出现粗糙不平、变形不均的痕迹,称为吕德斯带。
为防止吕德斯带的产生,通常在薄板拉延前进行一道微量冷轧工序,使被溶质气团钉扎的错位大部分脱钉,再进行后续加工。
17、塑性变形对金属组织结构的影响:产生纤维组织、产生变形织构、产生亚结构。
18、当金属塑性变形程度增大时,金属的刚度及硬度升高,而塑性和韧性下降,这种现象称为加工硬化。
塑性成形原理知识点

塑性成形原理知识点塑性成形是一种利用金属材料的塑性变形能力,在一定的条件下通过压力使金属材料发生塑性变形,从而获得所需形状的加工方法。
塑性成形技术是金属加工工艺中的重要分支,广泛应用于汽车、航空、航天、电子、家电、建筑等工业领域。
1.塑性变形:在塑性成形过程中,金属材料通过外力作用下的塑性变形使其形状发生改变。
塑性变形是金属材料中原子的相对位置发生改变而引起的宏观形变,其主要表现为材料的延伸、压缩、弯曲等。
塑性变形是金属材料的塑性性质所决定的,不同材料的塑性性能不同。
2.应力-应变关系:金属材料受到外力作用时,材料内部会产生应力,应力与应变之间存在一定的关系。
在塑性成形过程中,材料会发生塑性变形,使其产生应变。
应力-应变关系是描述材料塑性变形过程中应力和应变之间关系的数学模型,常用的模型有胡克定律模型和流变模型。
3.材料流动:塑性成形过程中,材料会发生流动从而获得所需的形状。
材料流动是指塑性材料在外力作用下,发生内部原子的相对位移和重新组合,从而使整个材料的结构发生变化。
材料流动是实现塑性成形的关键,其流动性能决定了成形工艺的可行性和成品质量。
4.成形工艺:塑性成形工艺是金属材料经过一系列工艺操作,通过压力使其发生塑性变形,最终获得所需形状的过程。
常见的塑性成形工艺包括冲压、拉伸、挤压、压铸、滚压等。
不同工艺适用于不同形状的零件,根据材料的性质和零件的要求选择合适的成形工艺。
5.工艺过程控制:塑性成形过程中,需要对各个环节进行控制以确保成品质量。
工艺过程控制包括工艺参数的选择、设备的调整、模具结构的设计等。
在塑性成形过程中,要控制好温度、应力、应变速率等因素,以避免过大的变形应力引起材料的断裂或变形过大导致零件尺寸偏差。
塑性成形技术不仅可以实现复杂形状的制造,而且可以提高材料的强度和刚度,降低材料的质量,节省原材料和能源。
因此,塑性成形技术在现代工业生产中具有重要的地位和应用价值。
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塑性变形:材料在一定外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。
塑性:在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
滑移:晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
滑移面:滑移中,晶体沿着相对滑动的晶面。
滑移方向:滑移中,晶体沿着相对滑动的晶向。
孪生:晶体在切应力作用下,晶体一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。
张量:由若干个当坐标改变时,满足转换关系的分量所组成的集合。
晶粒度:金属材料晶粒大小的程度。
变形织构:在塑性变形时,当变形量很大,多晶体中原为任意取向的各个晶粒,会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。
这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。
动态再结晶:在热塑性变形过程中发生的再结晶。
主应力:切应力为0的微分面上的正应力。
主方向:主应力方向,主平面法线方向。
主应力空间:由三个主方向组成的空间主切应力:切应力达到极值的平面上作用得切应力。
主切应力平面:切应力达到极值的平面。
主平面:应力空间中,可以找到三个互相垂直的面,其上均只有正应力,无切应力,此面就称为主平面。
平面应力状态:变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在,并所有应力分量与该方向轴无关的应力状态。
平面应变状态:物体内所有质点都只在同一个坐平面内发生变形,而该平面的法线方向没有变形的变形状态。
理想刚塑性材料:研究塑性变形时,既不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
理想弹塑性材料:塑性变形时,需考虑塑性变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料。
弹塑性硬化材料:塑性变形时,既要考虑塑性变形前的弹性变形,又要考虑加工硬化的材料。
刚塑性硬化材料:研究塑性变形时,不考虑塑性变形之前的弹性变形,需考虑变形过程中的加工硬化的材料。
屈服轨迹:两相应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的几何图形,一条封闭的曲线。
屈服表面:屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。
应变增量:以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态,在此基础上发生的无限小应变。
全量应变:反映张量在某一变形过程或变形过程中的某个阶段结束时的应变。
比例加载:在加载过程中,所有的外力一开始就按同一比例加载。
干摩擦:当变形金属与工具之间的接触表面上不存在任何外来的介质,即直接接触时所产生的摩擦。
流体摩擦:当变形金属与工具表面之间的润滑剂层较厚,两者表面完全被润滑剂隔开,这种状态下的摩擦称为。
磷化:塑性成形时润滑前在坯料表面上用化学方法制成一层磷酸盐或草酸盐薄膜,呈多孔吸附润滑剂。
皂化:将磷化处理后的坯料进行润滑处理方法,常用硬脂酸钠或肥皂等故称~。
动态回复:动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。
发生在层错能较高的金属中。
超塑性:金属材料与合金具有超常的均匀塑性变形的能力,其延伸率高达百分之几百,甚至百分之几千的现象纤维组织:若变形程度很大,则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹,称为纤维组织。
1.塑性加工的优点及金属在外力作用下变形的阶段。
组织、性能好;材料利用率高;尺寸精度高;生产效率高。
弹性变形;塑性变形;断裂。
2.塑性力学的基本假设。
张量及其不变量的基本性质。
连续性假设;匀质性假设;各向同性假设;初应力为零假设;体积不变假设。
存在张量不变量;张量可以叠加和分解;张量可分对称张量、非对称张量、反对陈张量;二阶对称张量存在三个主轴和三个主值(如取主轴为坐标轴,则两个小角标不同的分量都将是0,只留下两个下角标相同的分量称为主值)。
3.金属塑性变形的主要机理(单晶体、多晶体)。
滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。
晶内变形包括滑移和孪生(单);晶间变形是晶粒之间的相对滑动和转动(多)。
①变形方式:孪生是使一部分晶体整体发生均匀的切变;而滑移则集中在一些滑移面上。
②变形后的位向孪生使一个晶体的两部分沿一个公共晶面构成了镜面对称关系;而滑移则不改变晶体的位向。
③原子位移距离不同。
孪生时,孪晶带中的原子沿孪生方向的位移量为原子间距的的分数值;而滑移为原子间距的整数倍。
④孪生变形困难,一般先滑移,滑移困难后,发生孪生,二者交替进行。
4.金属超塑性概念,超塑性的种类。
影响材料超塑性的因素。
金属和合金具有超长变形能力且有大伸长率,无颈缩,低流动应力,易成型的特点。
细晶超塑性,相变超塑性。
应变速率,变形温度,组织结构,晶粒度,应力分布。
5.提高金属塑性的主要途径。
①提高材料成分和组织的均匀性;②合理选择变形温度和应变速率;③选择三向压缩性较强的变形方式;④减小变形的不均匀性。
6.应力偏张量和应力球张量的物理意义。
应力偏张量只能使物体产生形状变化,而不能使物体产生体积变化,为原应力张量分解出球张量后得到,存在三个不变量J1' ,J2' ,J3'。
应力球张量表示球应力状态只能使物体产生体积变化,而不能使物体产生形状变化;任何方向都是主方向且主应力相同无切应力。
7.体积不变条件。
θ=εx+εy+εz=0塑性变形时,三个线应变分量不全同号,绝对值大的与另外两个异号。
8.平面应力状态及平面应变状态的特点,平面应变状态及轴对称应力应变关系的证明。
变形体内各质点在与某方向轴(例x)垂直的平面上没有应力作用,该方向为主方向;应力分量与该轴无关,对其偏导数为0所有应力分布可在xy 面内表示出来。
9. Trssca 、Mises 准则的物理意义及几何意义,两个准则的相同点和不同点。
其在π平面上的几何表示,它们为何种情况下差别最大? ① 意义:屈雷斯加准则:变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服;π平面上为正六边形。
米赛斯准则:一定变形条件下,弹性形状改变能打到某一定值材料就屈服;π平面上为一个圆。
② 共同点屈服准则的表达式都和坐标的选择无关,等式左边都是不变量的函数;三个主应力可以任意置换而不影响屈服,同时认为拉应力和压应力的作用是一样的;各表达式都和应力球张量无关。
③ 不同点屈雷斯加没有考虑中间应力的影响,三个主应力大小顺序不知时,使用不便; 米赛斯考虑了中间应力的影响,使用方便。
在平面应变情况下差别最大,最大相差15.5% 10. 弹性应力应变关系及塑性应力应变关系的特点。
(1) 弹性 应力与应变呈线性关系,应力主轴与应变主轴重合;变形可逆与加载过程无关瞬时外载决定;可认为体积变化,泊松比v <0.5 (2) 塑性 应力与应变不成线性关系,应力主轴与应变主轴不一定重合;变形不可逆,与变形历史有关;可认为体积不变化,泊松比v=0.5;塑性变形过程存在加工硬化11. 简单加载与复杂加载的应力分量变化特点,Levy-Mises 增量理论的应力应变关系的基本假设及其表达式。
应力应变的顺序对应关系。
(1) 简单加载:应力分量按比例加载;只加载不卸载;应力与应变的主轴重合。
复杂加载:不满足简单加载条件。
增量理论:或(2) 材料是刚塑性材料,即弹性应变增量为0,塑性应变增量就是总的应变增量。
材料符合米屈服准则。
每一加载瞬时,应力主轴与应变增量主轴重合。
塑性变形时体积不变。
假设应变增量与应力偏量成正比,得Levy-Mises 方程d λ——瞬时非负比例系数,加载时 d λ>0,卸载时d λ=012. 真实应力应变曲线的简化形式及近似表达式。
幂指数硬化曲线Y=B ∈n 次方刚塑性硬化曲线Y=σs+B1∈m 次方 钢塑性硬化直线Y=σs+B2∈ s σσ=0321=++=++εεεεεεd d d d d d z y xλσεd d ij ij '=λσεd d ij ij '=13.变形温度及变形速度对真实应力应变曲线的影响。
(1)冷变形时,温度效应显著,强化被软化所抵消,最终表现出的是:变形速度的影响不明显,动态时的真实应力-应变曲线比静态时略高一点,差别不大。
(2)在高温变形时温度效应小,变形速度的强化作用显著,动态热变形时的真实应力-应变曲线必静态时高出很多。
(3)温变形时动态真实应力-应变曲线比静态时的曲线增高的程度小于热变形时的情况。
(4)高温变形时速度影响大,低温变形时速度影响小。
14.摩擦产生的相关学说,常用的摩擦条件及数学表达式,塑性成形过程摩擦的基本分类及特点。
影响摩擦系数的主要因素。
(1)表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论(2)库伦摩擦条件:T=μPn或τ=μσn正压力不大,变形量小;常摩擦力条件:τ=mK,当m=1为最大摩擦力条件(3)干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
特点:伴随有变形金属的塑性流动;接触面上压强高;实际接触面积大;不断有新的摩擦面产生;常在高温下产生摩擦。
(4)金属种类和化学成分;工具的表面状态;接触面上的单位压力;变形温度;变形速度15.塑性成形过程中出现的主要质量问题,塑性成型件进行质量分析的一般过程及分析方法。
(1)加热,过热、过烧、加热裂纹、铜脆、脱碳、增碳;工艺,大晶粒、晶粒不均匀、裂纹、锻造折叠、穿流、带状组织;冷却,冷却裂纹、网状碳化物。
(2)调查原始情况(原材料,塑性成形工艺及热处理情况。
);弄清质量问题(查明塑性成形件的缺陷部位及宏观特征。
初步确定引起缺陷的原因。
);试验研究分析(取样分析,确定其宏观与微观组织特征);提出解决措施。
(3)低倍组织实验;金相实验;金属变形流动分析实验。
16.主应力法的基本原理,板料成型的特点。
(1)将应力平衡微分方程和屈服方程联立求解。
(2)板料成型时,坯料大都只有一个版面与模具接触,另一个为自由表面;成型过程中大多在室温下进行,故必须考虑材料的加工硬化;变形区的板料厚度是变化的;必要时还需考虑板料的各向异性的影响。
17.开式模锻行程的特点以及飞边槽的作用。
18.简述有限元法的一般解题步骤(1)把变形体看成是有限数目单元体的集合。
分片近似对,每一个单元选择函数来近似描述其场变量。
将各个单元所建立的关系式加以集成,得到一个与有限个节点相关的总体方程。
(2)连续体的离散化。
选择满足某些要求的联系单元节点和单元内部各点的位移(或速度)的插值函数。
建立单元的刚度矩阵或能量泛函。
建立整体方程。
解方程求未知节点的位移。
由节点位移,得用几何方程和物理方程,求整个变形的应变场、应力场。
19.热塑性变形的主要软化机制。
动态回复。
金属即使在远高于静态再结晶温度下,塑性加工时,一般只发生动态回复,且对于有些金属甚至变形程度很大,也不发生动态再结晶,所以其为主要软化机制。
20.影响晶粒大小的主要因素。
加热温度,包括变形前的加热温度和固溶处理时的加热温度;变形程度,影响晶粒再结晶从而影响晶粒大小;机械阻碍物,会对晶界起到钉扎的作用,阻止晶界的迁徙,同时变形速度、原始晶粒度和化学成分也会影响晶粒度。
21.对数应变的特点。
能表示变形的实际情况;可叠加应变;为比应变。