金屬塑性變形理論-第8講變形不均勻概念課件

金屬塑性變形理論

第八講LessonEightZhangGuijieTel：E-Mail：DepartmentofMetalMaterialandProcessEngineeringHebeiPolytechnicUniversity,Tangshan0630092023/4/32第五章塑性變形的不均勻性主要內(nèi)容MainContent變形不均勻的基本概念變形不均勻的原因及防止措施殘余應(yīng)力2023/4/335.1變形不均勻的基本概念均勻變形與不均勻變形

基本應(yīng)力與附加應(yīng)力研究變形分布的方法2023/4/35均勻變形的特點變形前體內(nèi)的直線和平面，變形后仍然是直線和平面；變形前彼此平行的直線和平面，變形后仍然保持平行；任何一個二階曲面變形后仍為二階曲面，其中變形前的球體于變形后變?yōu)闄E球體；兩個幾何相似且位置相似的單元體，于變形后仍保持幾何相似。2023/4/36均勻變形2023/4/37均勻變形的條件：變形物體的物理性質(zhì)必須均勻且各向同性；整個物體任何瞬間承受相等的變形量；接觸表面沒有外摩擦，或沒有接觸摩擦所引起的阻力；整個變形體處于工具的直接作用下，即處于無外端的情況下。2023/4/39單鼓形雙鼓形2023/4/310軋件頭尾凸形軋件頭部鐮刀彎2023/4/311磨損后的凹形軋輥上軋制矩形坯的情形2023/4/313基本應(yīng)力由于外力作用所引起的應(yīng)力叫做基本應(yīng)力，表示這種應(yīng)力分布的圖形叫做基本應(yīng)力圖?；蛭矬w在塑性變形狀態(tài)中，完全根據(jù)彈性狀態(tài)所測出的應(yīng)力叫做基本應(yīng)力。2023/4/314附加應(yīng)力由于物體內(nèi)各處的不均勻變形受到物體整體性的限制，而引起在其間相互平衡的應(yīng)力叫做附加應(yīng)力2023/4/315工作應(yīng)力工作應(yīng)力是處于應(yīng)力狀態(tài)的物體在變形時用各種方法實測出來的應(yīng)力，其分布圖為工作應(yīng)力圖。當(dāng)物體的變形絕對均勻時，基本應(yīng)力圖與工作應(yīng)力圖相同。而當(dāng)變形呈不均勻分布時，工作應(yīng)力等于基本應(yīng)力與附加應(yīng)力的代數(shù)和。2023/4/317在凸形軋輥上軋制矩形坯的情形2023/4/318殘余應(yīng)力應(yīng)當(dāng)明確，基本應(yīng)力是在外力作用下與瞬時加載(或卸載)所發(fā)生的彈性變形相對應(yīng)，故當(dāng)外力去除后這部分彈性變形恢復(fù)，基本應(yīng)力便立刻消失。而附加應(yīng)力，是在不均勻變形受物休整體性阻礙而發(fā)生的、在物體內(nèi)自相平衡的內(nèi)力(與此內(nèi)力相對應(yīng)便在物體內(nèi)呈平衡存在彈性變形或畸變)，并不與外力發(fā)生直接關(guān)系，所以當(dāng)外力去除，變形終止后，仍繼續(xù)保留在變形物體內(nèi)部。這樣，在塑性變形完畢后仍保留于物體內(nèi)的自相平衡的應(yīng)力稱為殘余應(yīng)力。2023/4/319在金屬整體性的阻礙下，在趨向產(chǎn)生較大變形的金屬層中要產(chǎn)生附加壓應(yīng)力，而在趨向產(chǎn)生較小變形的金屬層中，就產(chǎn)生附加拉應(yīng)力。2023/4/321第二種附加應(yīng)力為在變形物體內(nèi)兩個或幾個相鄰晶粒之間由不均勻變形所引起的彼此平衡的附加應(yīng)力。2023/4/322第三種附加應(yīng)力為在滑移面附近或在滑移帶中由各部分彼此之間平衡起來的晶格畸變所引起的附加應(yīng)力，也就是說在一個晶粒內(nèi)由于變形不均所引起的附加應(yīng)力。2023/4/323溶質(zhì)原子與位錯間的交互作用刃型位錯周圍的應(yīng)力場2023/4/325網(wǎng)格法它是研究金屬塑性加工中變形區(qū)內(nèi)金屬流動情況應(yīng)用最廣的方法。這種方法是于變形前在試樣的表面上或內(nèi)部的剖面上用某種方法刻上坐標(biāo)網(wǎng)，變形后測量和分析坐標(biāo)網(wǎng)的變化，確定變形物體各處的變形大小及分布。其實質(zhì)是觀察變形前后，各網(wǎng)格所限定的區(qū)域金屬幾何形狀的變化。從圖示中網(wǎng)格的變化看出鐓粗時圓柱體變形的不均勻情況。目前網(wǎng)格法可作定量分析。2023/4/326組合圓柱體的鐓粗時網(wǎng)格的變形2023/4/329坐標(biāo)網(wǎng)的方格變化情形2023/4/330金屬通過凹模擠壓的變形分布2023/4/331硬度法此法的基本原理是：在冷變形情況下，變形金屬的硬度隨變形程度的增加而提高；從圖示可見，中心部分的硬度最高，接觸表層的硬度則較小，越靠近表面的中心越小。在中心部分的同一層上，靠試樣中部硬度比最外部（邊部）大。這正好說明鐓粗時三個區(qū)的存在。2023/4/332比較晶粒法此法的實質(zhì)是根據(jù)再結(jié)晶退火后的晶粒大小，與退火前的變形程度的關(guān)系，來判斷各部位變形的大小。變形越大，再結(jié)晶后晶粒越小。利用再結(jié)晶圖，近似地得出變形體內(nèi)各處的變形程度。此法也只能定性地顯示變形分布情況。對于熱變形，因該過程中發(fā)生了再結(jié)晶現(xiàn)象，就很難判斷變形的分布。2023/4/333其他方法