材料成型基本原理总结

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1、. .材料成型力学原理局部第十四章金属塑性变形的物理根底1、 塑形成形：利用金属的塑性，使金属在外力作用下成形的一种加工方法，亦称金属塑性加工或金属压力加工。2、 金属塑性成形的优点：生产效率高、材料利用率高、组织性能亦改变、尺寸精度高。3、 塑性成形工艺：锻造、轧制、拉拔、挤压、冲裁、成型4、 金属冷塑形变形的形式：1、晶变形：滑移和孪生2、晶间变形：晶粒间发生相互滑动和转动5、 加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升，为了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。指应变对时间的变化率6、 热塑性变形时金属组织和性能的变化 1、改善晶粒组织2、锻合部缺陷3、破碎并改善

2、碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布4、形成纤维组织5、改善偏析7、 织构的理解：多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布构造。8、 细化晶粒：1、晶粒越细小，利于变形方向的晶粒越多2、滑移从晶粒发生止于晶界处，晶界越多变形抗力越大9、 热塑性变形机理：晶滑移、晶界滑移和扩散蠕变10、 塑性：不可逆变形，表征金属的形变能力11、 塑性指标：金属在破坏前产生的最大变形程度12、 影响塑性的因素：1、化学成分和合金成分对金属塑性的影响2、组织状态对金属塑性的影响3、变形温度4、应变速率5、应力状态13、 单位流动压力P：接触面上平均单位面积上的变形力14、 碳和杂质元素的影响碳：其含量越高，塑性越

3、差；磷：冷脆；硫：热脆性；氧：热脆性；氮：时效脆性、蓝脆、气孔；氢：氢脆、白点、气孔和冷裂纹等15、 合金元素的影响：塑性降低硬度升高16、 金属组织的影响1晶格类型2晶粒度3相组成(4)铸造组织17、 变形温度对金属塑性的影响：对大多少金属而言，总的趋势是随着温度升高，塑性增加。但是这种增加并不是线性的，在加热的某些温度区间，由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。蓝脆区和热脆区18、 变形抗力：指金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力一般用接触面上平均单位面积变形力来表示，又称单位面积上的流动压力19、 质点的应力状态：变形体某点任意截面上应力的大小和方向20、 对变形抗

4、力的影响因素：化学成分：纯金属和合金组织构造：组织状态、晶粒大小和相变变形温度变形程度：加工硬化变形速度应力状态21、 金属的超塑性：细晶超塑性、相变超塑性第十五章应力分析1、 研究塑性力学时的四个假设：连续性假设：变形体不存在气孔等缺陷匀质性假设:质点的组织、化学成分等一样各向同性假设体积不变假设2、 质点：有质量但不存在体积或形状的点3、 力：在外力作用下，物体各质点之间就会产生相互作用的力。4、 应力：单位面积上的力-求法5、 点的应力状态：指变形体一点任意方位微小面积截面上所承受的应力状况，即应力的大小和方向名词解释6、 名词解释主平面： =0的微分面叫做主平面7、 名词解释主应力：主

5、平面上作用的正应力即为主应力8、 名词解释应力主方向：主平面上的法线方向那么称为应力主方向或应力主轴主应力方向9、 应力状态特征方程：10、 应力量不变量：、11、 斜微分面上的正应力和切应力：、12、 判断：主切应力面上的正应力是存在的Y；主平面上没有切应力Y。13、 主切应力平面：使切应力数值到达极大值的平面，其上所作用的切应力称为主切应力。在主轴空间中，垂直一个主平面而与另两个主平面交角为45的平面就是主切应力平面。14、 主剪应力和最大剪应力：剪应力有极值的切面叫做主剪应力平面，面上作用的剪应力叫做主剪应力。取应力主轴为坐标轴，那么任意斜切面上的剪应力可求得：、15、 当时，是球应力状

6、态，此时主剪应力为零，只有正应力，说明球应力状态下只有正应力作用。16、 主剪应力中绝对值最大的一个，也就是一点所有方向切面上剪应力的最大值，叫做最大剪应力,以 max表示。如设123，那么max= (1-3)/2 应注意到，每对主剪应力平面上的正应力都是相等的。17、 应力量=应力偏量形状+应力球量体积：18、 应力量、应力偏量、应力球量：、P30919、 以受力物体任意点的应力主轴为坐标轴，在无限靠近该点作等倾斜的微分面上，其法线与三个主轴的夹角都相等；20、 等倾面：假设斜截面的法线方向与三个坐标轴的夹角相等，那么该面称为等倾面21、 八面体：在空间八个象限中，由8个这样的等倾面组成一个

7、正八面体22、 等效应力：将八面体剪应力取绝对值，并乘以系数也称广义应力或应力强度。23、 简答：等效应力的特点：1、等效应力是一个不变量2、等效应力不能在特定为分平面上表示出来3、等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏量的综合应用24、 填空：求应力的三种方法：矩阵法、微元体法、应力莫尔圆法25、 应力平衡微分方程：无限接近的两个微分面上近似平行的应力增量是存在的26、 应力莫尔圆：应力状态的几何表示法，27、 P312切应力的正、负规定：在作应力莫尔圆时，顺时针方向作用于单元体上切应力为正，反之为负。28、 平面应力状态概念：29、 计算P313-15-1及P308第十六章应变分析1、

8、 应变：是表示变形大小的物理量应变是由位移引起的2、 小变形：与本身几何尺寸相比是非常小的量，通常情况下之数量级不超过10-3-10-2的弹塑性变形3、 平面应力状态：平面问题和轴对称问题P3274、 大变形：应变增量、应变速率等5、 单元体的变形可分为两种形式：正应变：一种是线元长度的相对变化率6、 剪应变：一种是相交两线元的夹角在变形前后的变化7、 质点的应变状态：变形体某点任意截面上应变的大小和方向8、 主应变：通过一点，存在三个相互垂直的应变主方向主轴，在主方向上的线元没有角度偏转，只有正应变，该正应变就叫主应变9、 一般以1 、2 、3 表示。如取应变主轴为坐标轴，那么应变量就简记为

9、：主应变可由应变量的特征方程求得：10、 主剪应变：与应变主方向成45011、 P319有个计算广义应变或应变强度：将八面体剪应变8乘以系数，所得之参量叫做等效应变，也称广义应变或应变强度。22、 小应变几何方程要有思路P320用角标符号可简记为：12、 全量应变：单元体在某一变形过程或变形过程的某个阶段终了时的变形大小13、 应变增量：变形过程中某一极短阶段的无限小应变。以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此根底上发生的无限小应变就是应变增量。14、 平面变形问题P327Z轴上没有应力分量第十七章屈服准那么1、连续：材料中没有空隙裂缝；均质：各质点性能一样；各向同性：材料在各个方

10、向的性能都一样；各向异性：材料在各个方向的性能不同；理想弹性材料：弹性变形时应力与应变完全成线性关系的材料。2、理想塑性材料：塑性变形时不产生硬化的材料；硬化材料：在塑性变形时要产生硬化的材料；弹塑性材料：需考虑塑性变形之前弹性变形理想弹塑性材料：考虑弹变忽略硬化弹塑性硬化材料：考虑弹变和硬化的材料刚塑性材料：在塑性变形之前，材料象刚体一样不产生弹性变形.理想刚塑性材料：忽略弹变和加工硬化刚塑性硬化材料：不考虑弹变、考虑硬化3、 必考P340屈服准那么重：定义：只有当各应力分量与材料性能之间符合一定的关系时，质点才进入塑性状态，这种关系就叫屈服准那么，也称塑性条件或塑性方程。4、 表达式：屈服

11、准那么的数学表达式是应力分量的函数，f(ij)=C5、 质点：各向同性的理想塑性材料6、 Tresca屈服准那么最大剪应力不变条件表述如下：当材料质点中的最大剪应力到达某一定值时，材料就屈服。Tresca屈服准那么表达式：| 1 3 |= C=s 或| 1 3 |=2K在事先不知道主应力的大小顺序时，Tresca屈服准那么的普通表达式应为：7、 Mises屈服准那么表述为:当应力状态的等效应力到达某一与应力状态无关的定值时，材料就屈服；当应力偏量的第二不变量J2到达某定值时，材料就会屈服。材料处于塑性状态时，等效应力始终是一不变的定值。23、 Mises屈服准那么的表达式为：或8、 屈服外表：

12、在1 2 3坐标系中，屈服准那么都是空间曲面叫做屈服外表。9、 屈服轨迹：把屈服准那么表示在各种平面坐标系中，那么它们都是封闭曲线，叫做屈服轨迹。10、 计算P342重、11、 重点判断两准那么有何区别.1物理意义不同2、数学表达式不同3、几何意义不同12、 重点在什么状态下两准那么一样.什么状态下差异最大.1、单向应力状态，两个准那么一致2、两个主应力、大小相等，方向一致，两个准那么一致3、在平面应力状态下，两个准那么区别最大13、 平面上的屈服轨迹：定义：在主应力空间中，通过原点并垂直于等倾线ON的平面叫做平面，它的方程是：1 +2+3=015、 P344重点两个屈服准那么的统一表达式：通

13、式：、计算：P342第十八章材料本构关系P3493521、 本构关系：应力应变之间的关系2、 考试简答题弹性应力应变关系有如下特点：1应力与应变成线性关系。2弹性变形是可逆的，应力应变关系是单值对应的。3弹性变形时，应力球量使物体产生体积变化，泊松比。4应力主轴与应变主轴重合。3、 塑性应力与应变关系有如下特点：1应力与应变之间的关系是非线性的。2塑性变形是不可逆的，应力应变关系不是单值对应的，与应变历史有关。3塑性变形时可认为体积不变，即应变球量为零，泊松比。4全量应变主轴与应力主轴不一定重合。4、 增量理论又称流动理论，是描述材料处于塑性状态时，应力与应变增量或应变速率之间关系的理论，它是

14、针对加载过程的每一瞬间的应力状态所确定的该瞬间的应变增量。5、 P354计算：第十九章金属流动方向最小阻力定律1、 容：当变形体质点有可能沿着不同方向移动时，那么物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。2、 影响金属塑形变形和流动的因素：1、摩擦2、工具形状3、金属各局部间的关系：局部变形4、金属本身性质的不均匀3、 摩擦的分类:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦4、 剩余应力：引起附加应力的外因去除后，在物体仍残存的应力。5、 不均匀变形：相对于均匀变形而言，塑性变形时，由于金属本身的性质不均匀，摩擦和工具形状的影响，以及不同变形区之间的相互制约。6、 附加应力：由于变形体各局部之间的不均匀变形受到整体

15、性的限制，在各局部之间必将产生相互平行的应力。7、 主应力法分析问题的根本过程：1、沿模具作用力的方向选取坐标系2、取单元体并受力分析3、沿某个坐标方向写出平衡微分方程4、引入塑性条件和摩擦条件5、由边界条件确定积分常数，最后得到问题的解6、 P362塑性成型时的计算掌握库仑摩擦条件：当两个接触外表有相对滑动，且接触面上的粘合现象可以不考虑时，单位面积上的摩擦力与接触面上的正应力成正比时：；是接触面上的摩擦切应力，接触面的正应力，摩擦系数；用来分析金属的冷变形，如板料冲压、冷挤压等最大摩擦力条件：当接触外表没有相对滑动，完全处于粘合状态时，单位摩擦力等于变形金属流动时的临界切应力k，即：;最大切应力，为屈服应力；适用于热塑性成形。摩擦力不变条件：常数摩擦条件认为接触面间的摩擦力，与被加工金属的剪切屈服强度K成正比，即，m为摩擦因子；适用于用上限法或有限元法分析塑性变形过程、变形量大的镦粗和模锻等。第二十章滑