广东工业大学：《金属塑性成形原理》第1章 金属塑性成形的力学基础

金属塑性成形原理 Principle of metal Forming 2000.9

金属塑性成形原理 Principle of Metal Forming 2000.9

绪论 研究内容 几个基本概念 弹性、塑性变形的力学特征

绪 论 ➢研究内容 ➢几个基本概念 ➢弹性、塑性变形的力学特征

研究内容 全塑性力学是研究物体变形规律的一门学科是 体力学的 分支。研究变形体受外界作用 小载荷、边界强制位移、温度场等)时在变形 体内的反应(应力场、应变场、应变速度场等)。 与其它工程力学(理论力学、材料力学 结构 力学)的区别:研究方法、对象、结果的差异 弹塑性力学的研究对象是整体(而不是分离体) 变形体内部的应力、应变分布规律(而不是危险 端面

研究内容 塑性力学是研究物体变形规律的一门学科，是 固体力学的一个分支。研究变形体受外界作用 （外载荷、边界强制位移、温度场等）时在变形 体内的反应（应力场、应变场、应变速度场等）。 与其它工程力学（理论力学、材料力学、结构 力学）的区别：研究方法、对象、结果的差异。 弹塑性力学的研究对象是整体（而不是分离体） 变形体内部的应力、应变分布规律（而不是危险 端面）

几个基本概念 弹性( elasticity):卸载后变形可以恢复特性 可逆性 塑性( plasticity):物体产生永久变形的能力, 不可逆性 屈服( yielding):开始产生塑性变形的临界状 断裂( fracture);宏观裂纹产生、扩展到变形体 破断的过程

➢ 弹性(elasticity)：卸载后变形可以恢复特性， 可逆性 ➢ 塑性(plasticity)：物体产生永久变形的能力， 不可逆性 ➢ 屈服(yielding)：开始产生塑性变形的临界状态 ➢ 断裂(fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体 破断的过程 几个基本概念

弹性、塑性变形的力学特征 可逆性:弹性变形可逆;塑性变形不可逆 0C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元关;塑性一有关 对组织和性能的影响:弹性变形元影响;望性变形 影响大(如工硬化、晶粒细化位错密度增加、形成织构等 变形机理:弹性变形一一原子间距的变化 塑性变形 位错运动为主 弹塑性共存薯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

➢ 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。 弹性、塑性变形的力学特征

第1章应力分析与应变分析 11应为与点的应为状态 s1:2点的应为状态分析 §1.3应力张量的分解与几何表示 §1,4应力平衡礅方程 1:5应变与位移关系方程 §1.6点的应变状态 §1.7。应变增量 §1.8应变速度张量 §1.9主应变图与变形程度表示

第1章 应力分析与应变分析 §1.1 应力与点的应力状态 §1.2 点的应力状态分析 §1.3 应力张量的分解与几何表示 §1.4 应力平衡微分方程 §1.5 应变与位移关系方程 §1.6 点的应变状态 §1.7 应变增量 §1.8 应变速度张量 §1.9 主应变图与变形程度表示

811应力与点的应状 外方(10ad)与内力( internalforce 外力P施加在变形体 上的外部载荷 内力Q:变形体抗衡外 机械作用的体现

§1.1 应力与点的应力状态 外力(load)与内力(internal force) 外力P：施加在变形体 上的外部载荷。 内力Q：变形体抗衡外 力机械作用的体现

应力( stress △P 应力S,是内力的集度S=1im△ 内力和应力均为矢量 应力的单位;1Pa=1N/m2=1.0197kgf/mm 1MPa=106N/ 应力是某点A的坐标的函数,即受力体内不同点 的应力不同。 肩一点不局方位的截面生的应力是不后的 应力是某点A在坐标系中的方向余弦的函数,即

应力（stress） ➢ 应力S 是内力的集度 ➢ 内力和应力均为矢量 ➢ 应力的单位：1Pa=1N/m2 =1.0197kgf/mm2 1MPa=106 N/m2 ➢ 应力是某点A的坐标的函数，即受力体内不同点 的应力不同。 ➢ 应力是某点A在坐标系中的方向余弦的函数，即 同一点不同方位的截面上的应力是不同的。 0 lim A P S  → A  = 

应力可以进行分解 o( nnormal,法向 某截面(外法线方向为n)上的应力 全应力resg S=σ+ 正应力( normal sress) =+0+O 剪应力( shear stress Ln=t+tv+t 中 或者 (求和约定的缩写形式 图2-2截面应力分解

➢ 应力可以进行分解 Sn → n 、n （n—normal,法向） 某截面（外法线方向为n）上的应力： 或者 （求和约定的缩写形式） 全应力(stress) 正应力(normal sress) 剪应力(shear stress) n n n n x y z n x y z S           = + = + + = + + 2 2 n ij i j n ij i n n n l l S l S       =    =   = − 

点的应力状态及应力张量 点的应力状态:是指通过变形体内某点的单元体所有 截面上的应力的有无、大小、方向等情况。 点的应力状态的描述: 数值表达:650MPa,35MPn 图示表然:在单元体的三个正交面上标出(如图1-2 张量表达 JX, y (对称张量,9个分量,6个独立分量

➢ 一点的应力状态：是指通过变形体内某点的单元体所有 截面上的应力的有无、大小、方向等情况。 ➢ 一点的应力状态的描述： 数值表达：x =50MPa，xz =35MPa 图示表达：在单元体的三个正交面上标出（如图 1-2） 张量表达： (i,j=x,y,z) （对称张量，9个分量，6个独立分量。）           = z y y z x x y x z i j        . . . 一点的应力状态及应力张量