金属塑性变形理论

一:金属塑性变形后的应力 与什么有关

1、真实应力应变:

真实应力应变曲线对应的是截面形状发生变化时相应的应力应变对应关系,工程应力应变曲线是假定原始截面不变,只是在弹性变形时两曲线的对应关系相近,所以基本可以互换,塑性变形分析直接采用塑性曲线(去除弹性部分),

真实应力=工程应力*(1+工程应变),真实应变=ln(1+工程应变)

瞬时真实应变:

总的真实应变:

2、应力-应变关系:

弹性变形阶段:应力与应变之间的关系是线性的、可逆的,与加载历史无关;塑性变形阶段:应力与应变之间的关系则是非线性的、不可逆的,与加载历史有关。

材料在进入塑性状态之后,应力-应变关系的重要特点是非线性和不唯一性。所谓非线性是指应力-应变关系不是线性关系;所谓不唯一性是指应变不能由应力唯一确定,应力也不能由应变唯一确定。塑性应力-应变关系的不唯一性实质上是由塑性变形的不可逆性引起的,它使得材料在塑性状态下加载和卸载服从不同的规律。因此,如果不指明加载历史或变形历史是无法由应力确定应变或由应变确定应力的。也就是说,固体塑性区内一点的应变状态不仅与其最终的应力状态有关,而且还依赖于加载历史。这实际上就是塑性本构关系和弹性本构关系的根本区别。< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

由于在塑性变形阶段,塑性应变与加载路径有关,因此,一般情况下,必须考虑在应力发生无穷小变化时相应的应变变化特征,然后再用积分或求和的办法求出整个加载历史的总应变。从这个角度来看,塑性本构关系本质上只能采用增量的形式。下面,我们首先介绍两个常用的增量理论:Levy-Mises理论和Prandtl-Reuss理论。

增量理论:每个应变分量的增量与对应的应力分量成正比

每一瞬间的应力只与该瞬间的应变增量有关,而与该瞬间的应变值无关。

屈服条件—研究材料进入塑性状态的力学条件。即材料 开始屈服时各个应力分量之间的关系。也叫屈服准则、塑性条件、塑性方程。

全增量理论:在简单加载条件下,塑性变形的每一瞬间,主应力差与主应变差成正比例。

简单加载:在塑性变形发展的过程中,只加载,不卸载,各应力分量一直按同一比例系数增长,又称比例加载。 应力状态可确定塑性应变分量

分析冲压成形时板材的应力与应变

全增量理论

体积不变规律:

二:金属塑性变形的变形分类

金属塑性变形理论因研究的目的和方法不同,分为两类:①根据宏观测定的力学参数,从均质连续体的假定出发,研究塑性变形体内的应力和应变,以解决材料的强度设计和塑性加工的变量的问题。这类理论常称为塑性力学或塑性理论(见塑性变形的力学原理)。②研究金属晶体的塑性变形与晶体结构的关系,以及塑性变形的机理。这类理论常称为晶体范性学。

三:金属塑性变形分哪几类

塑性变形分类:

金属塑性变形理论因研究的目的和方法不同,分为两类:①根据宏观测定的力学参数,从均质工续体的假定出发,研究塑性变形体内的应力和应变,以解决材料的强度设计和塑性加工的变量的问题。这类理论常称为塑性力学或塑性理论(见塑性变形的力学原理)。②研究金属晶体的塑性变形与晶体结构的关系,以及塑性变形的机理。这类理论常称为晶体范性学。

四:金属塑性成形原理的金属塑性成形原理[董湘怀编著]

目录前言第1章绪论1.1金属塑性成形的特点1.2金属塑性成形方法的分类1.3金属塑性成形原理课程的内容和要求1.4金属塑性成形理论的发展概述思考题第2章金属塑性变形的材料学原理2.1金属的晶体结构2.2金属的塑性变形机理2.3金属塑性变形后的组织与性能变化2.4金属的冷、热、温塑性变形思考题第3章金属的塑性3.1塑性的概念及指标3.2影响金属塑性的因素3.3金属的超塑性……

五:为什么金属材料具有较好的塑性

主要是因为金属键的缘故。

金属原子间主要以金属键的方式结合。处于聚集态的金属原子把它们的价电子贡献出来形成电子云,贡献后的正离子沉浸在电子云中,依靠运动与其间的公有化自由电子的静电作用相结合,这种结合方式就叫金属键。

由于金属键没有方向性和饱和性,所以当金属的两部分发生相对位移时,金属的正离子始终被包围在电子云中,从而保持着金属键结合,这丹金属就能经受变形而不断裂,具有良好的延展性。

六:塑性变形对金属组织和性能有那些影响?谢谢了……

金属塑性变形理论应用于两个领域:①解决金属的强度问题,包括基础性的研究和使用设计等;②探讨塑性加工,解决施加的力和变形条件间的关系,以及塑性变形后材料的性质变化等(见形变和断裂)。

塑性变形对组织和结构的影响

1)形成纤维组织 晶粒延变形方向被拉长或压扁; 杂质呈细带状或链状分布。

2) 形成形变织构 (1) 形变织构: 多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒呈

择优取向的组织。

(2) 线(丝)织构: 某一晶向趋于与变形方向平行。

(如拉拔时形成)

面(板)织构: 某晶面趋于平行于轧制面,某晶向趋于平

行于主变形方向。(轧制或挤压时形成)

3) 形成位错胞(亚结构)

金属在大量变形之后,由于位错的运动和交互作用,位错不均匀分布,使晶粒碎化成许多位向略有差异的亚晶粒。亚晶粒边界上聚集大量位错,而内部的位错密度相对低得多。随着变形量的增大,产生的亚结构也越细。整个晶粒内部的位错密度的提高将降低材料的耐腐蚀性。

对力学性能影响

材料在变形后,产生加工硬化,强度、硬度显著提高,而塑性、韧性明显下降。加工硬化的工程意义:

1加工硬化是强化材料的重要手段,尤其是对于那些不能用热处理方法强化的金属材料。

2加工硬化有利于金属进行均匀变形。因为金属已变形部分产生硬化,将使继续的变形主要在未变形或变形较少的部分发展。

3加工硬化给金属的继续变形造成了困难,加速了模具的损耗,在对材料要进行较大变形量的鸡工中将是不希望的,在金属的变形和加工过程中常常要进行“中间退火”以消除这种不利影响,因而增加了能耗和成本。

参考资料:百度文库

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第一章

1.什么是金属的塑性?什么是塑性成形?塑性成形有何特点?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; 塑性变形----当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;

塑性成形----金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能

的加工方法,也称塑性加工或压力加工;

塑性成形的特点:①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高

2.试述塑性成形的一般分类。

Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类

1)块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。可分为一次成型和二次加工。

一次加工:

①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形,以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。分纵轧、横轧、斜轧;用于生产型材、板材和管材。

②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力,将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。分正挤压、反挤压和复合挤压;适于(低塑性的)型材、管材和零件。

③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力,将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。生产棒材、管材和线材。

二次加工:

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①自由锻----是在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形

状和尺寸的加工方法。精度低,生产率不高,用于单件小批量或大锻件。

②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形,从

而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。分开式模锻和闭式模锻。

2)板料成型一般称为冲压。分为分离工序和成形工序。

分离工序:用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,如冲裁、剪切等工序; 成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。

Ⅱ.按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。

第二章

3.试分析多晶体塑性变形的特点。

1)各晶粒变形的不同时性。不同时性是由多晶体的各个晶粒位向不同引起的。

2)各晶粒变形的相互协调性。晶粒之间的连续性决定,还要求每个晶粒进行多系滑移;每个晶粒至少要求有 5个独立的滑移系启动才能保证。

3)晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间的变形的不均匀性。 Add:

4)滑移的传递,必须激发相邻晶粒的位错源。

5)多晶体的变形抗力比单晶体大,变形更不均匀。

6)塑性变形时,导致一些物理,化学性能的变化。

7)时间性。hcp系的多晶体金属与单晶体比较,前者具有明显的晶界阻滞效应和极高的加工硬化率,而在立方晶系金属中,多晶和单晶试样的应力—应变曲线就没有那么大的差别。

4.试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响。

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①晶粒越细,变形抗力越大。晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内位错源的距离,而这个距离又影响位错的数目n。晶粒越大,这个距离就越大,位错开动的时间就越长,n也就越大。n越大,应力场就越强,滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒。

②晶粒越细小,金属的塑性就越好。

a.一定体积,晶粒越细,晶粒数目越多,塑性变形时位向有利的晶粒也越多,变形能较均匀的分散到各个晶粒上;

b.从每个晶粒的应力......余下全文>>

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