塑性成形原理實驗指導(dǎo)書

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1、第一章塑性成形原理實驗一真實應(yīng)力-------應(yīng)變曲線的測定一、實驗?zāi)康模簻y定鋁的靜態(tài)（室溫、低速）真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線。二、實驗原理：在塑性成形力學(xué)分析中，真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線是不可缺少的重要參數(shù)，例如材料進(jìn)入塑性狀態(tài)。必須滿足等效應(yīng)力等于單向應(yīng)力狀態(tài)下的屈服應(yīng)力。而這個應(yīng)力是隨變形溫度、變形速度和變形程度而變化的。在一定溫度、變形速度情況下，真實應(yīng)力隨變形程度的關(guān)系稱為真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線（也稱硬化曲線）。這里真實應(yīng)力是指在單向應(yīng)力狀態(tài)下，任一瞬時作用在試件上的變形力與該瞬時試件橫截面積之比：----------------------------

2、---（1）真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線可通過單向拉伸；均勻鐓粗試驗獲得或通過扭轉(zhuǎn)等試驗間接獲得。由于單向拉伸試驗出現(xiàn)頸縮，變形程度愛到一定的限制，所以廣泛采用均勻鐓粗獲得真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線。本實驗采取以下措施：（1）、上下壓板經(jīng)淬硬、回火、硬削和拋光；（2）、試件尺寸比為；（3）、試件端面置淺坑，儲存潤滑劑。（4）、試件每壓下10%時，重新涂潤滑劑。壓縮時對數(shù)應(yīng)變：---------------------------------------------（2）19——壓縮前試件高度——壓縮瞬時試件高度壓縮時的真實力按平均壓力計算：-------------

3、----------------（3）——試件變形某一瞬時面積；——試件變形前面積；——軸向載荷。三、實驗設(shè)備和儀器：實驗是在材力試驗機(jī)上進(jìn)行（也可在錘上或曲柄壓力機(jī)上進(jìn)行）。力和變形的測量采用傳感器、應(yīng)變儀。由X—Y記錄儀記錄變形和位移的變化。二個傳感器及X—Y記錄儀簡要說明見附錄。四、實驗步驟：（1）、精確測量試件原始尺寸，；（2）、安裝測力、測位移傳感器并將其接入動態(tài)應(yīng)變儀，再將應(yīng)變儀輸出端接入X—Y記錄儀；19（3）、標(biāo)定傳達(dá)傳感器（可直接用標(biāo)定曲線）；（4）、將試件上下端涂潤滑劑（石臘），放在試件壓板之間；（5）、加壓變形，每變形△H=mm卸

4、載，重涂潤滑劑；（6）、再加壓直至所需變形程度；（7）、X—Y記錄儀記錄變形過程。五、實驗記錄：（1）試件尺寸：mmmm(2)標(biāo)定曲線：（3）X—Y記錄曲線：六、實驗報告：實驗報告先根據(jù)X—Y記錄曲線，選定幾個變形瞬時，19由標(biāo)定曲線計算S及，再根據(jù)S—繪制真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線。附錄19一、測力傳感器及其標(biāo)定曲線采用自制測力傳感器進(jìn)行壓力測定。測力傳感器的彈性元件用40Cr鋼制成柱形。彈性元件的布片和接橋方法如圖1所示。0o90o180o270o360o圖1將測力傳感器接入動態(tài)應(yīng)變儀，函數(shù)記錄儀測試系統(tǒng)，材料實驗機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)測量范圍分級加載，加載

5、一次記錄—對應(yīng)的數(shù)值，然后依次卸載，即完成一次標(biāo)定。根據(jù)精度要求，可做幾次標(biāo)定，標(biāo)定曲線如圖2，即P—X曲線（噸一毫米）。X為記錄儀筆錄高度（毫米）。圖2二、位移傳感器及其標(biāo)定曲線小位移的確定，采用自制等截面懸梁式位移傳感器。由材料力學(xué)可知，在比例極限內(nèi)，等截面懸梁自由端的撓度關(guān)系式為：（圖3）19圖3——測得c處應(yīng)變值；——梁的厚度；——梁自由端至固定端的距離；——從自由端至被測處距離。因此，當(dāng)確定L、h、x后，即可通過應(yīng)變片測出，進(jìn)而求得相應(yīng)的△H值。將位移傳感器的懸梁彈性元件上貼片接入動態(tài)應(yīng)變儀、記錄儀系統(tǒng)，置于專用的標(biāo)定裝置上（圖5），用千分

6、表進(jìn)行標(biāo)定。做出△H—Y標(biāo)定曲線，如圖4。Y為記錄儀筆錄高度。圖4圖5為專用的標(biāo)定裝置簡圖。19圖5三、X—Y函數(shù)記錄儀該函數(shù)記錄儀是一種通用的筆式自動記錄器，可以同時輸入兩個具有函數(shù)關(guān)系的變量信號，使記錄筆按函數(shù)關(guān)系沿直角坐標(biāo)的X軸和Y軸運動，在記錄紙上描繪出兩變量間的函數(shù)關(guān)系曲線（同時還可以記錄某一變量的時間歷程）。其工作原理如圖6所示。由于記錄儀具有衰減器，可記錄的信號電壓達(dá)到幾毫伏至三百伏的范圍。該記錄儀即可記錄電量的函數(shù)關(guān)系曲線，也可配合傳達(dá)感器測量和記錄非電量的函數(shù)關(guān)系曲線。常用的LZ—3系列的函數(shù)記錄儀作y=f(x)記錄時，x軸方向的記錄

7、幅面為300毫米，y軸方向為250毫米。當(dāng)y軸的滿量程為12.5毫伏（x軸為15毫伏）時，LZ—3系列函數(shù)記錄儀的記錄幅值靈敏度可達(dá)20毫米/毫伏。LZ—3系列函數(shù)記錄儀在直接輸入時，靜態(tài)指標(biāo)誤差僅為0.5%（通過衰減器時，附加誤差為0.3%）。它的記錄速度快，記錄筆在y軸方向的全行程時間僅為0.5秒，在x軸方向為0.6—0.8秒。測定真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線時的測試線路框圖如圖7。19M----直流伺服電機(jī)G----測速發(fā)電機(jī)圖6圖7(X-Y記錄儀使用說明見說明書)實驗二摩擦因素的測定19一、實驗?zāi)康模簻y定塑性變形過程中的摩擦因素。二、實驗原理：摩擦對塑

8、性變形有很大的影響。由于摩擦使變形力和變形功增加，使模具磨損，工件不均勻變形，這不僅降低模具壽