金属塑性变形理论第1讲--绪论.ppt
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1、金属塑性变形理论金属塑性变形理论第一讲第一讲Lesson OneLesson One张贵杰张贵杰Zhang GuijieZhang GuijieTelTel:1310269969813102699698E-MailE-Mail: 河北理工大学金属材料与加工工程系河北理工大学金属材料与加工工程系Department of Metal Material and PDepartment of Metal Material and Process rocess E EngineeringngineeringHebei Polytechnic University, Tangshan 063009Heb
2、ei Polytechnic University, Tangshan 063009Lesson OneLesson One* *2 2本课程的性质和教学目的本课程的性质和教学目的n n性质:性质:本课程为材料成型及控制工程和金属本课程为材料成型及控制工程和金属材料工程专业的专业基础课材料工程专业的专业基础课n n目的:目的:金属产生塑性变形时在金属学和力学金属产生塑性变形时在金属学和力学等方面有着共同的基础和规律。因此,金属等方面有着共同的基础和规律。因此,金属塑性变形理论是研究和探讨金属在各种塑性塑性变形理论是研究和探讨金属在各种塑性加工过程中可遵循的基础和规律的一门学科加工过程中可遵循的
3、基础和规律的一门学科。其目的在于科学地、系统地阐明这些基础。其目的在于科学地、系统地阐明这些基础和规律,为学习后续的工艺课程作理论准备和规律,为学习后续的工艺课程作理论准备,也为合理制订金属塑性成型工艺规范及选,也为合理制订金属塑性成型工艺规范及选择、设计加工设备奠定理论基础。择、设计加工设备奠定理论基础。Lesson OneLesson One* *3 3本课程的任务本课程的任务n n掌握金属塑性变形的物理基础,即掌握影响金属性能掌握金属塑性变形的物理基础,即掌握影响金属性能的主要因素及原理,掌握金属性能主要指标的测试方的主要因素及原理,掌握金属性能主要指标的测试方法;法;n n掌握金属塑性
4、力学的基础知识,即掌握金属塑性变形掌握金属塑性力学的基础知识,即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力应变之间关系、塑性体内的应力场、应变场、应力应变之间关系、塑性变形时的力学条件等塑性理论基础知识。掌握塑性成变形时的力学条件等塑性理论基础知识。掌握塑性成型问题的几种主要解法(包括解析和数值解法);型问题的几种主要解法(包括解析和数值解法);n n掌握金属塑性成型时的金属流动规律和变形特点,分掌握金属塑性成型时的金属流动规律和变形特点,分析金属的基本成型工艺,以便确定合理的坯料尺寸和析金属的基本成型工艺,以便确定合理的坯料尺寸和成型工序;成型工序;n n掌握对成型质量进行定性分析及提高成型
5、质量的方法掌握对成型质量进行定性分析及提高成型质量的方法。 Lesson OneLesson One* *4 4课程实验课程实验n n开设综合实验课程(包括金相观察、力学性开设综合实验课程(包括金相观察、力学性能检验、模拟轧制过程实验、斜轧穿孔实验能检验、模拟轧制过程实验、斜轧穿孔实验等)等)Lesson OneLesson One* *5 5教材及参考书教材及参考书ReferencesReferences教教 材:材:n n金属塑性变形与轧制理论金属塑性变形与轧制理论(第(第2 2版),赵志业,版),赵志业,19961996参考书:参考书:n n金属塑性加工力学金属塑性加工力学,赵志业,赵志
6、业,19871987n n塑性加工金属学塑性加工金属学,王占学,王占学,19911991n n塑性成型力学塑性成型力学,王仲仁,王仲仁,19891989n n金属塑性加工理论与工艺金属塑性加工理论与工艺,罗子健,罗子健,19941994n n金属塑性加工原理金属塑性加工原理,彭大暑主编,彭大暑主编,20042004n n金属塑性加工过程无网格数值模拟方法金属塑性加工过程无网格数值模拟方法,李长生等著,李长生等著,20042004n n金属轧制过程人工智能优化金属轧制过程人工智能优化,王国栋,刘相华,王国栋,刘相华,20002000n nMetal working science and eng
7、ineeringMetal working science and engineering, Edward M. Mielnik,1991, Edward M. Mielnik,1991n nMetals Engineering-A Technical GuideMetals Engineering-A Technical Guide,Leonard E. Samuels,1988,Leonard E. Samuels,1988校园网超星图书馆或校图书馆借阅Lesson OneLesson One* *6 6学习要求学习要求n n作业必须按时交,如果有三次以上不交作业作业必须按时交,如果有三次
8、以上不交作业者,取消考试资格。者,取消考试资格。 作业形式包括:手写作作业形式包括:手写作业、电子稿作业、计算机程序、讨论业、电子稿作业、计算机程序、讨论PPTPPT等等几种形式。几种形式。n n做好课堂笔记,本课程中将有部分补充内容做好课堂笔记,本课程中将有部分补充内容,要求大家记笔记。,要求大家记笔记。n n要求上课前预习,本课程内容较难,且内容要求上课前预习,本课程内容较难,且内容多,信息量较大,要求大家自觉预习。多,信息量较大,要求大家自觉预习。 n n遵守课堂纪律,本课程不允许迟到早退。遵守课堂纪律,本课程不允许迟到早退。Lesson OneLesson One* *7 7本课程主要
9、内容本课程主要内容n n金属微观变形机理与宏观性能金属微观变形机理与宏观性能n n金属变形过程的力学分析金属变形过程的力学分析 n n变形体力学的求解方法变形体力学的求解方法Lesson OneLesson One* *8 8第一章第一章 绪论绪论Chapter 1 IntroductionChapter 1 Introduction主要内容主要内容Main ContentMain Contentn n什么是塑性加工什么是塑性加工(Whats plastic processing)(Whats plastic processing)n n塑性加工的分类塑性加工的分类(Classificatio
10、n)(Classification)n n塑性加工的历史塑性加工的历史(History)(History)n n塑性加工的发展塑性加工的发展(Development)(Development)Lesson OneLesson One* *9 91.1 1.1 什么是塑性加工什么是塑性加工? ?Whats plastic processing?Whats plastic processing?n n塑性:在外力作用下使金属材料发生塑塑性:在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力称为塑性变形而不破坏其完整性的能力称为塑性。是指材料的永久变形能力。性。是指材料的永久变形能力。n n弹
11、性:材料的可恢复变形的能力弹性:材料的可恢复变形的能力 n n弹塑性:弹性弹塑性:弹性+塑性塑性Lesson OneLesson One* *1010 金属铸锭或连铸坯在外力作用下使其产生金属铸锭或连铸坯在外力作用下使其产生塑性变形,变形后不仅能使其断面的形状和尺塑性变形,变形后不仅能使其断面的形状和尺寸改变,而且也能改变其组织与性能。这一过寸改变,而且也能改变其组织与性能。这一过程称为塑性加工(塑性成型或压力加工)。程称为塑性加工(塑性成型或压力加工)。 The The outside outside force force makes makes the the metal metal i
12、ngot ingot casting casting or or continuous continuous ingotingot casting casting produce produce plastic plastic deformation. deformation. The The processing processing can can not not only only make make the the size size and and the the shape shape of of its its section section change, but also i
13、ts structure and performance change. change, but also its structure and performance change. Lesson OneLesson One* *1111金属塑性加工的特点金属塑性加工的特点n n加工后组织性能得到改善和提高加工后组织性能得到改善和提高,经塑,经塑性成型,使其结构致密,组织改善性成型,使其结构致密,组织改善n n材料利用率高材料利用率高 ,主要依靠金属在塑性,主要依靠金属在塑性状态下的体积转移来实现状态下的体积转移来实现n n生产率高,可实现连续化生产生产率高,可实现连续化生产n n精度高,精密
14、塑性成型精度高,精密塑性成型Lesson OneLesson One* *1212铸造零件机械制造方法切削加工压力加工塑性成型特种加工锻造冲压车、铣、刨、磨、钻、铰、插等自由锻、模锻拉深、弯曲、冲裁、翻边、拉型等轧制Lesson OneLesson One* *1313切削加工种类Lesson OneLesson One* *14141.2 1.2 塑性加工的分类塑性加工的分类ClassificationClassificationn n按加工时工件的受力和变形方式按加工时工件的受力和变形方式 (Force and deformation)(Force and deformation)n n按
15、加工时工件的温度特征按加工时工件的温度特征 (Temperature)(Temperature)Lesson OneLesson One* *1515例延伸粗斜横模自由造 制 造分与名称 力基本受力方式基本力加工形方式按加工时工件的受力和变形方式按加工时工件的受力和变形方式(Force and deformation)(Force and deformation)Lesson OneLesson One* *1616Lesson OneLesson One* *1717Lesson OneLesson One* *1818例反正剪切弯曲拉伸成型冲(拉延)拉拔分与名称剪力弯矩拉力力基本受力方式按
16、加工时工件的受力和变形方式按加工时工件的受力和变形方式(Force and deformation)(Force and deformation)Lesson OneLesson One* *1919Lesson OneLesson One* *2020合加工形方式合方式造制制拉拔制制弯曲制剪切名称拔弯搓例按加工时工件的受力和变形方式按加工时工件的受力和变形方式(Force and deformation)(Force and deformation)Lesson OneLesson One* *2121挤压型材挤压型材模具Lesson OneLesson One* *2222工件驱动辊导向辊
17、蕊辊端面辊环轧示意图Lesson OneLesson One* *2323热连轧板生产线Lesson OneLesson One* *2424冷连轧板生产线Lesson OneLesson One* *2525典型冲压件Lesson OneLesson One* *2626n n热加工热加工(Hot forming)(Hot forming)n n冷加工冷加工(Cold forming)(Cold forming)n n温加工温加工 (Warm forming)(Warm forming)按加工时工件的温度特征按加工时工件的温度特征(Temperature)(Temperature)Lesso
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