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1、1.1金屬塑性變形的基本概念1.2塑性變形的力學基礎1.3各種沖壓成形方法的力學特點與分類1.4板料的沖壓成形性能及沖壓材料1.1金屬塑性變形的基本概念外力的作用下，金屬產(chǎn)生形狀和尺寸變化為變形，變形分為彈性變形與塑性變形．1.1.1塑性變形的物理概念外力破壞原子間原有的平衡狀態(tài)，造成排列的畸變，引起金屬形狀和尺寸的變化。1.1.2塑性變形的基本方式滑移孿生多晶體的塑性變形（變形后形成纖維組織、變形織構(gòu)）(如圖)1.1.3金屬的塑性與變形抗力１.塑性及塑性指標塑性：指金屬在外力的作用下，能穩(wěn)定的發(fā)揮塑性變形而不破壞其完整性的能力。塑性指標：常用的塑性指標2.變形抗力及其指標金屬
2、產(chǎn)生塑性變形的力為變形力，金屬抵抗變形的力稱為變形抗力。通常以真實應力作為變形抗力的指標。1.1.4影響金屬的塑性與變形抗力的因素1.影響塑性的因素內(nèi)因：化學成分的影響；組織結(jié)構(gòu)的影響外因：變形溫度；變形速度；變形的應力狀態(tài)2.影響金屬變形抗力的主要因素1)化學成分及組織的影響2)變形溫度對變形抗力的影響(如圖1.1.3)3)變形速度對變形抗力的影響4)變形程度對變形抗力的影響5)應力狀態(tài)對變形抗力的影響1.1.5金屬塑性變形對組織和性能的影響晶粒形狀和方位變化；產(chǎn)生應力；產(chǎn)生加工硬化。圖1.1.1晶體變形圖1.1.2多晶體的塑性變形1.2塑性變形的力學基礎外力 內(nèi)力模具毛坯零
3、件1.2.1點的應力與應變狀態(tài)１.應力：內(nèi)力的強度，用σ表示。2.點的應力狀態(tài)(如圖1.2.1)3.應變：微小六面體的變形，用ε表示。主應變4.點的應變狀態(tài)空間一點無論受多少個力，都可簡化為九個應力分量。在靜力平衡時，根據(jù)剪應力互等定理，可簡化為六個應力分量。主平面：剪應力為零的平面。主應力：主平面上的應力。5.主應變及主應變狀態(tài)點的應變狀態(tài)主應變狀態(tài)6.體積不變定律該式說明：金屬塑性變形前后，只有形狀的變化，而無體積的變化。三個推論：﹡塑性變形時，只有形狀的變化，而無體積的變化；﹡不論什么應變狀態(tài)，其中一個主應變的符號與另外兩個主應變的符號相反；﹡已知兩個應變就可求第三個應變。1
4、.2.2屈服準則（塑性條件）屈服準則：材料進入塑性狀態(tài)的力學條件。當材料中的某點的應力滿足屈服準則，該點就進入塑性狀態(tài)。1.屈雷司加準則2.密席思準則3.工程上常采用屈服準則通式：1.2.3塑性變形時應力與應變的關(guān)系單向拉伸應力-應變曲線(如圖1.2.2)1.增量理論2.全量理論3.例：全量理論分析應力應變關(guān)系1)稱平面應變(或稱平面變形),由上式可得出:2)材料受單向拉應力,由上式可得:變形時的硬化現(xiàn)象和硬化曲線1.硬化現(xiàn)象的表現(xiàn)形式:材料的強度指標隨變形程度的增加而增加,塑性隨之降低.2.加工硬化的結(jié)果引起材料力學性能的變化.3.加工硬化有利及不利方面有利方面:板料硬化能夠減小
5、過大的局部變形,使變形趨于均勻,增大成形極限,同時也提高了材料的強度不利方面:使進一步變形困難.4.硬化曲線(如圖1.2.3)圖1.2.1點的應力狀態(tài)a)任意坐標系;b)主軸坐標系圖１.２.２ 單向拉應力－應變曲線圖１.２.３ 幾種常用沖壓板料的硬化曲線1.3各種沖壓成形方法的力學特點與分類1.3.1變形毛坯的分區(qū)(如圖1.3.1)1.3.2變形區(qū)的應力與應變特點1．沖壓毛坯兩向受拉應力的作用(可分兩種情況)：（圖1.3.2Ⅰ象限）2．沖壓毛坯變形區(qū)受兩向壓應力的作用（圖1.3.2Ⅲ象限）3．沖壓毛坯變形區(qū)受異號應力的作用，而且拉應力的絕對值大于壓應力的絕對值。(可以分為兩種情況)
6、（圖1.3.2）4．沖壓毛坯變形區(qū)受異號應力的作用而且壓應力的絕對值大于拉應力的絕對值。(可以分為以下兩種情況)綜上所述：沖壓變形可分為伸長類變形和壓縮類變形1.3.3沖壓成形過程中變形趨向性及其控制1、變形趨向性(如圖1.3.3)弱區(qū)必先變形，變形區(qū)應為弱區(qū)2、變形趨向性的控制﹡改變坯料各部分的相對尺寸﹡改變模具工作部分的幾何形狀和尺寸﹡改變坯料和模具之間的摩擦阻力﹡改變坯料局部區(qū)域的溫度A－變形區(qū)；B－傳力區(qū)；C－已變形區(qū) 圖１.３.３ 變形趨向性對沖壓工藝的影響1.4板料沖壓成形性能及沖壓材料1.4.1板料的沖壓成形性能沖壓成形性能:板料對各種沖壓成形加工的適應能力.抗破裂性
7、、貼模性、定形性成形極限沖壓件形狀尺寸精度1.4.2板料的沖壓成形性能試驗1、間接試驗（圖１.４.２）伸長率、屈服點、屈強比、硬化指數(shù)、板厚方向性系數(shù)、板平面方向性2、直接試驗脹形成形性能試驗、拉深成形性能試驗（圖１.４.１）1、屈服極限屈服極限小,材料容易屈服,則變形抗力小.2、屈強比屈強比小,說明值小而值大3、伸長率拉伸實驗中,試樣拉斷時的伸長率稱總伸長率4、硬化指數(shù)單向拉伸硬化曲線可寫成其中n為硬化指數(shù)5、厚向異性指數(shù)厚向異性指數(shù)是指單向拉伸試樣寬度應變和厚度應
