塑性成形重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、平面內(nèi)發(fā)生變形，而該平面的法線方向沒有變形的變形狀態(tài)。理想剛塑性材料：研究塑性變形時(shí)，既不考慮彈性變形，又不考慮變形過程中的加工硬化的材料。理想彈塑性材料：塑性變形時(shí)，需考慮塑性變形之前的彈性變形，而不考慮硬化的材料。彈塑性硬化材料：塑性變形時(shí)，既要考慮塑性變形前的彈性變形，又要考慮加工硬化的材料。剛塑性硬化材料：研究塑性變形時(shí)，不考慮塑性變形之前的彈性變形，需考慮變形過程中的加工硬化的材料。屈服軌跡 ：兩相應(yīng)力狀態(tài)下屈服準(zhǔn)則的表達(dá)式在主應(yīng)力坐標(biāo)平面上的幾何圖形，一條封閉的曲線。屈服表面：屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)表達(dá)式在主應(yīng)力空間中的幾何圖形是一個(gè)封閉的空間曲面稱為屈服表面。應(yīng)變?cè)隽?：以物體在變形過程

2、中某瞬時(shí)的形狀尺寸為原始狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上發(fā)生的無限小應(yīng)變。全量應(yīng)變：反映張量在某一變形過程或變形過程中的某個(gè)階段結(jié)束時(shí)的應(yīng)變。比例加載：在加載過程中，所有的外力一開始就按同一比例加載。干摩擦 ：當(dāng)變形金屬與工具之間的接觸表面上不存在任何外來的介質(zhì)，即直接接觸時(shí)所產(chǎn)生的摩擦。流體摩擦 ：當(dāng)變形金屬與工具表面之間的潤(rùn)滑劑層較厚，兩者表面完全被潤(rùn)滑劑隔開，這種狀態(tài)下的摩擦稱為。磷化 ：塑性成形時(shí)潤(rùn)滑前在坯料表面上用化學(xué)方法制成一層磷酸鹽或草酸鹽薄膜，呈多孔吸附潤(rùn)滑劑。塑性變形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并獲得一定力學(xué)性能的加工方法。塑性：在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完

3、整性的能力。滑移：晶體在力的作用下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于晶體的另一部分發(fā)生相對(duì)移動(dòng)或切變?；泼妫夯浦?，晶體沿著相對(duì)滑動(dòng)的晶面?；品较颍夯浦校w沿著相對(duì)滑動(dòng)的晶向。孿生：晶體在切應(yīng)力作用下，晶體一部分沿著一定的晶面和一定的晶向發(fā)生均勻切變。張量：由若干個(gè)當(dāng)坐標(biāo)改變時(shí)，滿足轉(zhuǎn)換關(guān)系的分量所組成的集合。晶粒度：金屬材料晶粒大小的程度。變形織構(gòu)：在塑性變形時(shí)，當(dāng)變形量很大，多晶體中原為任意取向的各個(gè)晶粒，會(huì)逐漸調(diào)整其取向而彼此趨于一致。這種由于塑性變形的結(jié)果而使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在熱塑性變形過程中發(fā)生的再結(jié)晶。主應(yīng)力：切應(yīng)力為0的微分面上的正應(yīng)力。主方向：主

4、應(yīng)力方向，主平面法線方向。主應(yīng)力空間：由三個(gè)主方向組成的空間主切應(yīng)力：切應(yīng)力達(dá)到極值的平面上作用得切應(yīng)力。主切應(yīng)力平面：切應(yīng)力達(dá)到極值的平面。主平面:應(yīng)力空間中，可以找到三個(gè)互相垂直的面，其上均只有正應(yīng)力，無切應(yīng)力，此面就稱為主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)：變形體內(nèi)與某方向軸垂直的平面上無應(yīng)力存在，并所有應(yīng)力分量與該方向軸無關(guān)的應(yīng)力狀態(tài)。平面應(yīng)變狀態(tài)：物體內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)都只在同一個(gè)坐皂化：將磷化處理后的坯料進(jìn)行潤(rùn)滑處理方法，常用硬脂酸鈉或肥皂等故稱。動(dòng)態(tài)回復(fù):動(dòng)態(tài)回復(fù)是在熱塑性變形過程中發(fā)生的回復(fù)。發(fā)生在層錯(cuò)能較高的金屬中。超塑性：金屬材料與合金具有超常的均勻塑性變形的能力，其延伸率高達(dá)百分之幾百，甚至百分

5、之幾千的現(xiàn)象纖維組織：若變形程度很大，則晶粒呈現(xiàn)為一片如纖維狀的條紋，稱為纖維組織。1. 塑性加工的優(yōu)點(diǎn)及金屬在外力作用下變形的階段。組織、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生產(chǎn)效率高。彈性變形；塑性變形；斷裂。2. 塑性力學(xué)的基本假設(shè)。張量及其不變量的基本性質(zhì)。連續(xù)性假設(shè)；勻質(zhì)性假設(shè)；各向同性假設(shè)；初應(yīng)力為零假設(shè)；體積不變假設(shè)。存在張量不變量；張量可以疊加和分解；張量可分對(duì)稱張量、非對(duì)稱張量、反對(duì)陳張量；二階對(duì)稱張量存在三個(gè)主軸和三個(gè)主值（如取主軸為坐標(biāo)軸，則兩個(gè)小角標(biāo)不同的分量都將是0，只留下兩個(gè)下角標(biāo)相同的分量稱為主值）。3. 金屬塑性變形的主要機(jī)理（單晶體、多晶體）。滑移和孿生兩種塑性

6、變形機(jī)理的主要區(qū)別。晶內(nèi)變形包括滑移和孿生（單）；晶間變形是晶粒之間的相對(duì)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)（多）。 變形方式:孿生是使一部分晶體整體發(fā)生均勻的切變；而滑移則集中在一些滑移面上。 變形后的位向?qū)\生使一個(gè)晶體的兩部分沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成了鏡面對(duì)稱關(guān)系；而滑移則不改變晶體的位向。 原子位移距離不同。孿生時(shí)，孿晶帶中的原子沿孿生方向的位移量為原子間距的的分?jǐn)?shù)值；而滑移為原子間距的整數(shù)倍。乎生變形困難，一般先滑移，滑移困難后，發(fā)生孿生，二者交替進(jìn)行。4. 金屬超塑性概念，超塑性的種類。影響材料超塑性的因素。金屬和合金具有超長(zhǎng)變形能力且有大伸長(zhǎng)率，無頸縮，低流動(dòng)應(yīng)力，易成型的特點(diǎn)。細(xì)晶超塑性，相變超塑性。應(yīng)變速率

7、，變形溫度，組織結(jié)構(gòu)，晶粒度，應(yīng)力分布。5. 提高金屬塑性的主要途徑。 提高材料成分和組織的均勻性； 合理選擇變形溫度和應(yīng)變速率； 選擇三向壓縮性較強(qiáng)的變形方式； 減小變形的不均勻性。6. 應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義。應(yīng)力偏張量只能使物體產(chǎn)生形狀變化，而不能使物體產(chǎn)生體積變化，為原應(yīng)力張量分解出球張量后得到，存在三個(gè)不變量J1',J2',J3'。應(yīng)力球張量表示球應(yīng)力狀態(tài)只能使物體產(chǎn)生體積變化，而不能使物體產(chǎn)生形狀變化；任何方向都是主方向且主應(yīng)力相同無切應(yīng)力。7. 體積不變條件。9=£x+£y+£z=0塑性變形時(shí)，三個(gè)線應(yīng)變分量不全同號(hào)

8、，絕對(duì)值大的與另外兩個(gè)異號(hào)。8. 平面應(yīng)力狀態(tài)及平面應(yīng)變狀態(tài)的特點(diǎn)，平面應(yīng)變狀態(tài)及軸對(duì)稱應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的證明。變形體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)在與某方向軸（例x）垂直的平面上沒有應(yīng)力作用，該方向?yàn)橹鞣较?；?yīng)力分量與該軸無關(guān)，對(duì)其偏導(dǎo)數(shù)為0所有應(yīng)力分布可在xy(1) 彈性應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，應(yīng)力主軸面內(nèi)表示出來。9.Trssca、Mises準(zhǔn)則的物理意義及幾何意義,與應(yīng)變主軸重合；變形可逆與加載過程無關(guān)瞬時(shí)外載決定；可認(rèn)為體積變化，泊松比v<0.5兩個(gè)準(zhǔn)則的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。其在冗平面上的幾(2) 塑性應(yīng)力與應(yīng)變不成線性關(guān)系，應(yīng)力主何表示，它們?yōu)楹畏N情況下差別最大?軸與應(yīng)變主軸不一定重合；變形不可逆，與變形屈

9、雷斯加準(zhǔn)則：變形體某點(diǎn)的最大切應(yīng)力達(dá)歷史有關(guān)；可認(rèn)為體積不變化，泊松比v=0.5;塑性變形過程存在加工硬化到定值材料就屈服；冗平面上為正六邊形。11.簡(jiǎn)單加載與復(fù)雜加載的應(yīng)力分量變化特點(diǎn)，Levy-Mises增量理論的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基本假米賽斯準(zhǔn)則：一定變形條件下，彈性形狀改設(shè)及其表達(dá)式。應(yīng)力應(yīng)變的順序?qū)?yīng)關(guān)系。變能打到某一定值材料就屈服；冗平面上為一個(gè)圓。(1) 簡(jiǎn)單加載：應(yīng)力分量按比例加載；只加載不卸載；應(yīng)力與應(yīng)變的主軸重合。共同點(diǎn)屈服準(zhǔn)則的表達(dá)式都和坐標(biāo)的選擇無關(guān)，等復(fù)雜加載：不滿足簡(jiǎn)單加載條件。de.增量理論：=或飛式左邊都是不變量的函數(shù)；三個(gè)主應(yīng)力可以任意置換而不影響屈服，同時(shí)認(rèn)為拉

10、應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用是一樣的；各表達(dá)式都和應(yīng)力球張量無關(guān)。不同點(diǎn)(2) 材料是剛塑性材料，即彈性應(yīng)變?cè)隽繛?,塑性應(yīng)變?cè)隽烤褪强偟膽?yīng)變?cè)隽俊２牧戏厦浊?zhǔn)則。每一加載瞬時(shí)，應(yīng)力主軸與應(yīng)變?cè)隽恐鬏S重合。塑性變形時(shí)體積不變。dxdydzd1d2屈雷斯加沒有考慮中間應(yīng)力的影響，三個(gè)主應(yīng)力大小順序不知時(shí)，使用不便；假設(shè)應(yīng)變?cè)隽颗c應(yīng)力偏量成正比,方程djJd得Levy-Mises米賽斯考慮了中間應(yīng)力的影響，使用方便。在平面應(yīng)變情況下差別最大，最大相差15.5%j'dd瞬時(shí)非負(fù)比例系數(shù)，加載時(shí)d入>0,卸10.彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特載時(shí)d入=0彈性應(yīng)力應(yīng)義關(guān)系塑性應(yīng)力應(yīng)義關(guān)系

11、應(yīng)力與應(yīng)變是否呈線性關(guān)系是否應(yīng)力主軸是否與應(yīng)及主軸重/是否義形是含可逆是否體積是否義化，泊松比=?是，v<0.5否,V=0.5幕指數(shù)硬化曲線剛塑性硬化曲線工1。點(diǎn)。12.真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化形式及近似表達(dá)Y=BCn次方Y(jié)=o-s+B1Cm次方鋼塑性硬化直線Y=(ts+B2（ 2）調(diào)查原始情況（原材料，塑性成形工藝及熱處理情況。）；弄清質(zhì)量問題（查明塑性成形件的缺陷部位及宏觀特征。初步確定引起缺陷的原因。） ；試驗(yàn)研究分析（取樣分析，確定其宏觀與微觀組織特征）；提出解決措施。（ 3）低倍組織實(shí)驗(yàn)；金相實(shí)驗(yàn)；金屬變形流動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)。16. 主應(yīng)力法的基本原理，板料成型的特點(diǎn)。（ 1） 將應(yīng)力

12、平衡微分方程和屈服方程聯(lián)立求解。（ 2） 板料成型時(shí)，坯料大都只有一個(gè)版面與模具接觸，另一個(gè)為自由表面；成型過程中大多在室溫下進(jìn)行，故必須考慮材料的加工硬化；變形區(qū)的板料厚度是變化的；必要時(shí)還需考慮板料的各向異性的影響。17. 開式模鍛行程的特點(diǎn)以及飛邊槽的作用。18. 簡(jiǎn)述有限元法的一般解題步驟（ 1 ）把變形體看成是有限數(shù)目單元體的集合。分片近似對(duì)，每一個(gè)單元選擇函數(shù)來近似描述其場(chǎng)變量。將各個(gè)單元所建立的關(guān)系式加以集成，得到一個(gè)與有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的總體方程。（ 2）連續(xù)體的離散化。選擇滿足某些要求的聯(lián)系單元節(jié)點(diǎn)和單元內(nèi)部各點(diǎn)的位移（或速度）的插值函數(shù)。建立單元的剛度矩陣或能量泛函。建立整體方

13、程。解方程求未知節(jié)點(diǎn)的位移。由節(jié)點(diǎn)位移，得用幾何方程和物理方程，求整個(gè)變形的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)。19. 熱塑性變形的主要軟化機(jī)制。動(dòng)態(tài)回復(fù)。金屬即使在遠(yuǎn)高于靜態(tài)再結(jié)晶溫度下，塑性加工時(shí)，一般只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，且對(duì)于有些金屬甚至變形程度很大，也不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，所以其為主要軟化機(jī)制。20. 影響晶粒大小的主要因素。13. 變形溫度及變形速度對(duì)真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響。（ 1） 冷變形時(shí)，溫度效應(yīng)顯著，強(qiáng)化被軟化所抵消，最終表現(xiàn)出的是：變形速度的影響不明顯，動(dòng)態(tài)時(shí)的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線比靜態(tài)時(shí)略高一點(diǎn)，差別不大。（ 2） 在高溫變形時(shí)溫度效應(yīng)小，變形速度的強(qiáng)化作用顯著，動(dòng)態(tài)熱變形時(shí)的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線必靜態(tài)

14、時(shí)高出很多。（ 3） 溫變形時(shí)動(dòng)態(tài)真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線比靜態(tài)時(shí)的曲線增高的程度小于熱變形時(shí)的情況。（ 4） 高溫變形時(shí)速度影響大，低溫變形時(shí)速度影響小。14. 摩擦產(chǎn)生的相關(guān)學(xué)說，常用的摩擦條件及數(shù)學(xué)表達(dá)式，塑性成形過程摩擦的基本分類及特點(diǎn)。影響摩擦系數(shù)的主要因素。（1）表面凹凸學(xué)說、分子吸附學(xué)說、粘著理論（2）庫倫摩擦條件：T=（iPn或p=（i<rn正壓力不大，變形量小；常摩擦力條件：=mK當(dāng)m=1為最大摩擦力條件（3）干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦。特點(diǎn)：伴隨有變形金屬的塑性流動(dòng)；接觸面上壓強(qiáng)高；實(shí)際接觸面積大；不斷有新的摩擦面產(chǎn)生；常在高溫下產(chǎn)生摩擦。（4）金屬種類和化學(xué)成分；工具的表

15、面狀態(tài)；接觸面上的單位壓力；變形溫度；變形速度15. 塑性成形過程中出現(xiàn)的主要質(zhì)量問題，塑性成型件進(jìn)行質(zhì)量分析的一般過程及分析方法。（1）加熱，過熱、過燒、加熱裂紋、銅脆、脫碳、增碳；工藝，大晶粒、晶粒不均勻、裂紋、鍛造折疊、穿流、帶狀組織；冷卻，冷卻裂紋、網(wǎng)狀碳化物。加熱溫度，包括變形前的加熱溫度和固溶處理時(shí)的加熱溫度；變形程度，影響晶粒再結(jié)晶從而影響晶粒大小；機(jī)械阻礙物，會(huì)對(duì)晶界起到釘扎的作用，阻止晶界的遷徙，同時(shí)變形速度、原始晶粒度和化學(xué)成分也會(huì)影響晶粒度。21. 對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn)。能表示變形的實(shí)際情況；可疊加應(yīng)變；為比應(yīng)變。22. 塑性成形過程潤(rùn)滑劑的特點(diǎn)及分類。液體潤(rùn)滑劑：植物動(dòng)物礦物

16、油、有機(jī)化合物液體；固體潤(rùn)滑劑：干性固體潤(rùn)滑劑、軟化性固體潤(rùn)滑劑、無機(jī)鹽類23. 應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理。（1） 增加應(yīng)變速率會(huì)使金屬的真實(shí)應(yīng)力升高，是由于塑性變形的過程較復(fù)雜，需有一定的時(shí)間進(jìn)行。（2） 增加應(yīng)變速率，由于無足夠時(shí)間進(jìn)行回復(fù)或再結(jié)晶，因而軟化過程不充分使金屬的塑性降低。（3） 增加應(yīng)變速率，會(huì)使溫度效應(yīng)增大和金屬的溫度升高，這有利于金屬塑性的提高。綜上所述，應(yīng)變速率的增加，既有使金屬塑性降低的一面，又有使金屬塑性增加的一面，這兩方面因素綜合作用的結(jié)果，最終決定了金屬塑性的變化。24. 說明冷塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響？1） 對(duì)組織的影響冷塑性變形后，金屬的晶粒形狀發(fā)

17、生變化，變化趨勢(shì)大體同金屬的宏觀變形一致，變形程度大時(shí)會(huì)產(chǎn)生纖維組織。2） 晶粒內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)，位錯(cuò)密度會(huì)增加。3） 晶粒位向的改變，多晶體中原為任意取向的各個(gè)晶粒，會(huì)逐漸調(diào)整其取向而變?yōu)楸舜粟呌谝恢滦纬删哂袚駜?yōu)取向的組織，成為變形織構(gòu)。4） 性能的變化，隨變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性韌性下降，利用這一現(xiàn)象，出現(xiàn)加工硬化。25. 細(xì)化晶粒的主要途徑？在原材料中添加一些合金元素，起到彌散的結(jié)晶核心的作用，從而細(xì)化晶粒；采用適當(dāng)?shù)淖冃纬潭群妥冃螠囟仁咕Я５玫郊?xì)化；采用鍛后正火或退火等相變重晶界的方法來細(xì)化晶粒。26. 壓力加工中外摩擦有何特點(diǎn)？試分析壓力加工中經(jīng)常使用的潤(rùn)滑劑種

18、類及潤(rùn)滑機(jī)理。答:外摩擦特點(diǎn)：接觸面壓力大，潤(rùn)滑困難，摩擦應(yīng)力高；溫度條件惡劣（如高溫）；接觸條件不斷變化，表面狀態(tài)不一。塑性加工所使用的潤(rùn)滑劑種類有液體潤(rùn)滑劑,固體潤(rùn)滑劑兩大類。液體潤(rùn)滑劑主要是通過適當(dāng)?shù)恼扯容^大的活性形成一層穩(wěn)定結(jié)實(shí)的潤(rùn)滑膜。固體潤(rùn)滑劑：固體本身的剪切強(qiáng)度低于被加工材料的剪切強(qiáng)度。27. 簡(jiǎn)述在塑性成形過程中潤(rùn)滑劑的選用原則。28. 1）潤(rùn)滑劑應(yīng)有良好的耐壓性能，在高壓作用下，潤(rùn)滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)；29. 2）潤(rùn)滑劑應(yīng)有良好耐高溫性能，在熱加工時(shí)，潤(rùn)滑劑應(yīng)不分解，不變質(zhì)；30. 3）潤(rùn)滑劑有冷卻模具的作用；31. 4）潤(rùn)滑劑不應(yīng)對(duì)金屬和模具有腐蝕作用；32. 5）潤(rùn)滑劑應(yīng)對(duì)人體無毒，不污染環(huán)境；（6）潤(rùn)滑劑要求使用、清理方便、來源豐富、價(jià)格便宜等。28 .論述塑性成型過程中摩擦的特點(diǎn)。接觸面上的壓強(qiáng)高；伴隨變形金屬的塑性流動(dòng)；實(shí)際接觸面積大；不斷有新的摩擦