塑性加工过程受力分析要点

图1.19 锤上模锻时工件所受惯性力
图1.20 高速锤挤压
五、习题
1）试对比受内压薄壁圆筒与厚壁圆筒的应力 2）试比较凸模成形与凹模成形对充填的影响，比较 图中a, b两点，p17，图1.6 3）试绘制摆动辗压时接触区与非接触区界面的受力 简图，图1.16
图1.7 工具形状对 横向变形的影响
三、关于内力的分析
1）拉与压 受拉与受压效果不同，拉时变形力小塑性低；压时变形力大塑性高 2）径向应力与环向应力
pd = 2σ s t
∫
π
0
p cosθrdθ = ∫ pds = pd = 2 pr
0
π
压力在某方向上的投影之和等于压力乘以所作用面积在该方向上的投影。 对于薄壁容器内压值远小于环向压力。径向应力与环向应力同时存在，后 者绝对值大。 3）近表面的内力 拉伸颈缩件产生三向拉应力；压缩鼓肚件产生环向拉应力
二、塑性加工力学的任务
使成形过程的分析由经验走向科学，由定性到定量，并为技术革 新与发明提供方向。
加 深 基 础
加
应力分析 应变分析 应力应变关系 屈服准则
起皱
强
开裂 变厚变薄
预 报
塑性加工过程受力分析要点
一、塑性加工变形的基本特点 二、关于正压力与摩擦力的分析 三、关于内力的分析 四、关于惯性力
锻压技术 锻压机械
金属成形工艺
4）代表性人物
USA Germany UK France Japan T.Altan K.Lange T.Dean J-L Chenot T.Nakagawa G.Lahoti M.Geiger A.Bramley J-C Gelin T.Aizawa M.Kiuch K.Kondo K.Osakada Y.Saito H.Kudo K.J.Weinmann E.Doege P.Standring R.Wagnor R.Koop F.W.Travis R.Shivpuri E.Vollertsen M.S.T.Hashmi W.Johnson
一、塑性加工过程的基本特点
1）存在宏观流动 2）变形时有新表面产生 3）变形一般不均匀，不同时发生 4）应力与应变之间不存在线性关系 5）摩擦力存在极值 τ max = K =
σs
3
二、关于正应力及摩擦力的分析
1）正应力
正应力不仅直接作用于运动的工具表面，也存在于约束面上，两者都是变化的。
2）摩擦力
接触面上各介质的流动方向不同，所以工具表面上的摩擦力存在不同方向； 摩擦力对充填有正反两方面的影响，但均引起变形力的增加； 凸形工具有利于展宽，凹形工具有利于伸长 。
图1.1 反挤受力图
图1.2 剪切过程 坯料受力图
图1.3 摩擦力示意图
图1.4 正反挤压受力对比
图1.5 积极摩擦受力图
图1.6 顶镦过程受力图
ICTP(International Conference on Technology of Plasticity) NAMRC( North American Metalworking Research Conference) ICFG(International Cold Forging Group) IDDRG(International Deep Drawing Research Group) CIRP(International Institution for Production Engineering) NUMISHEET, NUMIFORM (Numerical Simulation)
塑性加工力学基础（绪论）
一、研究生要从与国际接轨的角度来学习
二、塑性加工力学的任务
一、研究生要从与国际接轨的角度来学习
1）塑性加工（压力加工）
Technology of Plasticity, Mechanical Working Technology, Metal Forming
2）代表性国际会议与组织
3）代表性期刊
Journal of Material Processing Technology International Journal of Plasticity International Journal of Material Science 塑性工程学报 中国机械工程 机械工程学报 金属学报
4）变形区与非变形界面上的应力分析符合界面上力的平衡原理
5）直接受力区和间接受力区
6）变形区不同部位之间的应力，在伸长受阻部位有附加压应力，在相邻部 位有附加拉应力，变形后保留为残余应力
图1.8 刚体受推或拉
图1.9 变薄拉深和正挤压
图1.11 拉伸时颈缩 区表层受力情况
图1.10 薄壁筒受内 压引起的切向应力
图1.12 鼓肚件镦粗 表层应力状态
图1.13 凹Leabharlann Baidu件镦粗 表层应力状态
图1.14 拔长的变形区及外端
图1.15 轧制时的变形区及外端
图1.16 摆动辗压
图1.17 正挤压的变形 分区及界面上的应力
图1.18 凸肚轧辊轧 制形成的附加应力
四、关于惯性力
dv F = −m dt
1）加速时的惯性力 2）减速时的惯性力 与运动方向相反 与运动方向一致