《金属塑性变形理论》课程教学资源（PPT课件）第09讲 塑性变形的不均匀性（变形不均匀原因及防止措施）

LessonNine8第五章塑性变形的不均匀性主要内容Main Content变形不均匀的基本概念变形不均匀的原因减小变形不均匀的措施，残余应力130±5/8124大2MEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 2 第五章 塑性变形的不均匀性 主要内容 Main Content • 变形不均匀的基本概念 • 变形不均匀的原因 • 减小变形不均匀的措施 • 残余应力

LessonNine65.2变形不均匀的原因接触面上的外摩擦变形区的几何因素工具与工件的轮廓形状变形体内部温度分布不均变形体的外端金属性质不均的影响130±5/8124大学3MEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 3 5.2 变形不均匀的原因 • 接触面上的外摩擦 • 变形区的几何因素 • 工具与工件的轮廓形状 • 变形体内部温度分布不均 • 变形体的外端 • 金属性质不均的影响

LessonNine8接触面上的外摩擦·在工具和变形金属之间的接触面上必然存在摩擦。由于摩擦力的作用，在一定程度上改变了金属的流动特性并使应力分布受到影响。130±5/8124大学MEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 4 接触面上的外摩擦 • 在工具和变形金属之间的接触面上必然存 在摩擦。由于摩擦力的作用，在一定程度 上改变了金属的流动特性并使应力分布受 到影响

LessonNine8墩粗时的分区圆柱体墩粗时，由于接触面上有摩擦存在，在接触表面附近金属流动困难，圆柱形坏料转变成鼓形。在此情况下，可将变形金属整个体积大致分为三个区：，I区表示由外摩擦影响而产生的难变形区：，五区表示与作用力成45°角的最有利方位的易变形区;，Ⅲ区表示变形程度居于中间的自由变形区。130起5/8124大5FEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 5 镦粗时的分区 • 圆柱体镦粗时，由于接触面上有摩擦存在，在接 触表面附近金属流动困难，圆柱形坯料转变成鼓 形。在此情况下，可将变形金属整个体积大致分 为三个区： • Ⅰ区表示由外摩擦影响而产生的难变形区； • Ⅱ区表示与作用力成45°角的最有利方位的易变 形区； • Ⅲ区表示变形程度居于中间的自由变形区

LessonNineS031234654820镦粗时摩擦力对变形及应力分布的影响130±5/8124大学6MEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 6 镦粗时摩擦力对变形及应力分布的影响

LessonNine8应力分布不均外摩擦不仅影响变形，而且使接触面上的应力（或单位压力）分布不均匀，沿试样边缘的应力等于金属的屈服极限，从边缘到中心部分，应力逐渐升高。·另外，沿物体高度方向由接触面至变形体的中部应力的分布是逐渐减小的，这是因外摩擦的影响逐渐减弱所致。13025/8124大学MEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 7 应力分布不均 • 外摩擦不仅影响变形，而且使接触面上的应力 （或单位压力）分布不均匀，沿试样边缘的应力 等于金属的屈服极限，从边缘到中心部分，应力 逐渐升高。 • 另外，沿物体高度方向由接触面至变形体的中部， 应力的分布是逐渐减小的，这是因外摩擦的影响 逐渐减弱所致

'essonNine师塑料、玻璃锤头-h/d1-T试样直径带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验130±5/8124大学8MEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验 8

LessonNine5侧面翻平，变形物体在压缩时，由于接触摩擦的作用，在出现单鼓形的同时，还会出现侧表面的金属局部地转移到接触表面上来的侧面翻平现象。随着压下率的增加，aa和bb部分由侧表面逐步地转移到端面上来。此侧面翻平现象发生在侧表面面积的减小量大于接触面面积的增加量的时候。如果接触面面积增加量大于侧面的减小量时，则因新的接触面的形成将不再吸收侧面的多余面积。130±5/8124大学9FBEIUNITEOUNIVERSITT

Lesson Nine 2025/8/24 9 侧面翻平 • 变形物体在压缩时，由于接触摩擦的作用，在出 现单鼓形的同时，还会出现侧表面的金属局部地 转移到接触表面上来的侧面翻平现象。随着压下 率的增加，aa和bb部分由侧表面逐步地转移到端 面上来。此侧面翻平现象发生在侧表面面积的减 小量大于接触面面积的增加量的时候。如果接触 面面积增加量大于侧面的减小量时，则因新的接 触面的形成将不再吸收侧面的多余面积

LessonNine盗究1b5圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦粗过程中的变化130±5/8124大10MEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Nine 2025/8/24 10 圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦 粗过程中的变化

LessonNine由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，可由接触表面上金属质点滑动和侧面质点翻平两部分组成。侧面金属翻平量的大小取决于接触摩擦条件和变形物体的几何尺寸。接触面上的摩擦越大接触面上的金属质点越不易滑动，因而侧面金属转移上来的数量就越多。试样的高度越大，侧面金属越易于转移到接触表面上来。当试样的高度大于直径时，接触面积的增加将主要是由侧面金属的转移所造成。130#5/8124大学11EBEIUNITEO UNIVERSITT

Lesson Nine 2025/8/24 11 • 由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，可由 接触表面上金属质点滑动和侧面质点翻平两部分 组成。侧面金属翻平量的大小取决于接触摩擦条 件和变形物体的几何尺寸。接触面上的摩擦越大， 接触面上的金属质点越不易滑动，因而侧面金属 转移上来的数量就越多。试样的高度越大，侧面 金属越易于转移到接触表面上来。当试样的高度 大于直径时，接触面积的增加将主要是由侧面金 属的转移所造成