《材料塑性成型原理》PPT课件
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课件塑性加工原理塑性与变形总课件参考.ppt
1．镦粗时组合件的变形特点 2．基本应力的分布特点 3．第一类附加应力的分布特点
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上课课件
3. 4. 2 平辊轧制时金属的应力及变形特点
1．基本应力特点 2．变形区内金属质点流动特点 3．平辊轧制时，第一类附加应力的分布特点
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上课课件
3. 4. 3 棒材挤压时的应力及变形特点
1．棒材挤压时的基本应力状态 2 ．棒材挤压时的金属流动规律 3 ．棒材挤压时的附加应力
变形程度ε
应力σ
σsb
σsn
图3-25 拉伸时真应力与变形程度的关系 1)无缺口试样拉伸时的真应力的曲线 2）有缺口样拉伸的真应力曲线
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上课课件
3. 3. 4 残余应力
1．残余应力的来源 2．变形条件对残余应力的影响 3．残余应力所引起的后果 4．减小或消除残余应力的措施 5．研究残余应力的主要方法
*
上课课件
2．最大摩擦条件 当接触表面没有相对滑动，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： = k 3．摩擦力不变条件 认为接触面间的摩擦力，不随正压力大小而变。其单位摩擦力是常数，即常摩擦力定律，其表达式为： =m·k 式中，m为摩擦因子
第3章 金属塑性加工的宏观规律
§3. 1 塑性流动规律（最小阻力定律） §3. 2 影响金属塑性流动和变形的因素 §3. 3 不均匀变形、附加应力和残余应力 §3. 4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 §3. 5 塑性加工过程的断裂与可加工性
*
上课课件
§3.1 塑性流动规律（最小阻力定律）
上课课件
3. 2. 2 变形区的几何因素的影响
变形区的几何因子（如H/D、H/L、H/B等）是影响变形和应力分布很重要的因素。
塑性成型原理.ppt
塑性加工力学
1 应力分析
1.1 应力张量
物体所承受的外力可以分成两类： 一类是作用在物体表面上的力，叫做面力或接触力，它可 以是集中力，但更一般的是分布力； 二类是作用在物体每个质点上的力，叫做体力。
内力： 在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作 用的力。
应力：单位面积上的内力。
现以单向均匀拉伸为例（如图4-1）进行分析。
塑性加工力学
1 应力分析
1.3 主平面、主应力、主方向
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，则任意斜切面上的剪应力可求得：
S1 1l S2 2m S3 3n
2 S2 2
12l 2
2 2
m
2
2 3
n
2
(1l 2 2m2 3n2 )2
塑性加工力学
1.1 应力张量——单向拉伸
S F0
P
cos
P F0
cos
0
cos
S cos 0 cos2
S sin
1 2
0
sin
2
当 45时，取 max 0.5 0
1 应力分析
塑性加工力学
1.1 应力张量
1 应力分析
xx yx zx 在x方向 xy y zy 在y方向 xz yz z 在z方向
微分面上的应力就是质点在任意切面上的应力，它可通过四面体QABC的静 力平衡求得。
l cos(N, x), m cos(N, y), n cos(N, z) l2 m2 n2 1
dF ABC dFx QBC ldF dFy QAC mdF dFz QAB ndF
PS x SdF cos(S, x) SxdF
《塑性成形工艺基础》课件
模具的构成
模具由上模、下模和导向部件等组成，用于实现金属材料的塑性成形。
模具的工艺要求
模具设计需要考虑材料选择、温度控制、表面处理等多个方面的要求。
模具设计的方法
模具设计需要考虑产品形状、材料流动和成型工艺等因素，采用综合方法进行设计。
塑性成形加工工艺
塑性成形加工的流程 塑性成形加工的工艺参数与选择 塑性成形加工的质量控制
应用范围
塑性成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、家电等领域，是现代工业的重要组成部分。
塑性变形的基本原理
1 金属的结构和性质
金属材料由多个晶格组 成，塑性变形是晶格滑 移和晶格形变的结果。
2 冷变形与热变形
冷变形在室温下进行， 热变形在高温下进行， 两者具有不同的变形特 点。
3 塑性变形的分类
塑性变形可分为压力加 工、拉伸加工、弯曲加 工和精密成型等多种类 型。
《塑性成形工艺基础》 PPT课件
本课程将介绍塑性成形工艺的基本原理、过程和模具设计，以及该工艺的发 展趋势。让我们一起探索这个令人着迷的领域！
背景介绍
塑性成形工艺的定义
塑性成形是通过施加压力，使金属材料在保持连续性的情况下发生塑性变形的一种制造工艺。
发展历程
塑性成形工艺自古已有，经历了手工操作、机械压力成形到现代数控技术的发展。
塑性成形的基本过程
1
拉伸加工
2
通过拉伸使金属材料变薄或变长，常
见的工艺有拉延、拉具的精细控制实现复杂零件的 成形，如注塑、挤压等。
压力加工
通过施加压力使金属在模具中变形， 包括冲压、锻造等工艺。
弯曲加工
通过施加力使金属材料弯曲或折弯， 常见的工艺有折弯、卷弯等。
塑性成形模具设计
塑性成型原理2014解析PPT教学课件
再结晶一般是指较大变形量的金属材料在随后的加热过
程中(回火，再结晶退火），严重变形的晶粒发生回复， 形核长大，形成细小的等轴晶粒，这一过程不会发生相 变，只有应变能的释放。
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8
静态再结晶形核机制
亚晶 聚合
主 要 亚晶 有 长大 三 种
凸出 形核
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亚晶中心是一 个位错密度和 能量最低的稳 定区域
5
去（残余）应力退火应用举例
作用：消除残余应力、保持加工硬化强度和硬度、提 高使用寿命
例1：冷拉钢丝绕制弹簧，绕成后应在280℃-300℃消 除应力退火，目的是什么？ 定形 卷制、去应力退火、钩环制作、（切尾）、去应力退火、 立定处理、检验、表面防腐处理、包装
例2：经深冲成形的黄铜（Zn30%）弹壳，室外放置一段 时间后会自动开裂，为什么，怎么办？
冷变形的残余应力+外界气氛对晶界的腐蚀作用 去应力退火（260℃）
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6
静态再结晶
※ 进一步提高温度，晶粒的外形将发生变化，从变形的晶粒 中通过形核、长大过程重新形成等轴细晶粒，这些细晶粒 不断向周围变形金属中扩展，直到金属中变形晶粒完全消 失，这个过程称为金属的再结晶过程。
※ 再结晶温度：一般再结晶温度与金属的变形程度、金属的纯 度和保温时间等因素有关，一般经验公式为（纯金属）：
上节主要内容回顾
冷拔钢丝组织
（1）滑移和孪生的异同点？ （2）多晶体的变形特点？ （3）什么是加工硬化现象？ （4）冷加工对组织和性能的影响？
2020/10/16
1
第二章 金属塑性变形的物理基础
2.2 金属热塑性变形（一）
思考
（1）回复和再结晶特征及应用 （2）影响再结晶的因素？ （3）回复和再结晶的驱动力是什么？ （4）冷、热加工的区别（如何判断）？
《材料塑性成型原理》PPT课件
主应力法 滑移线法 上限法 有限元法
.
28
金属塑性成形问题的求解方法
主应力法（初等解析法）
从塑性变形体的应力边界条件出发，建立简化 的平衡方程和屈服条件，并联立求解，得出边 界上的正应力和变形的力能参数，不考虑变形 体内的应变状态。
.
29
金属塑性成形问题的求解方法
滑移线法
假设材料为刚塑性体，在平面变形状态下，塑 性变形区内任一点存在两族正交的滑移线族， 结合边界条件可解出滑移线场和速度场，从而 求出塑性变形区内的应力状态和瞬时流动状态 ，计算出力能参数。
.
42
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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金属塑性成形问题的求解方法
主应力法（初等解析法）
从塑性变形体的应力边界条件出发，建立简化 的平衡方程和屈服条件，并联立求解，得出边 界上的正应力和变形的力能参数，不考虑变形 体内的应变状态。
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29
金属塑性成形问题的求解方法
滑移线法
假设材料为刚塑性体，在平面变形状态下，塑 性变形区内任一点存在两族正交的滑移线族， 结合边界条件可解出滑移线场和速度场，从而 求出塑性变形区内的应力状态和瞬时流动状态 ，计算出力能参数。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
《塑性成型原理》课件
塑性变形过程
1
传递应力
材料在外力作用下，分子间开始进行运动
变形
2
并传递应力，从行改变材料的形态。
分子在传递应力的过程中发行应变，导致
塑性变形产行。
3
强度恢复
塑性变形结束后，材料开始回弹，进而 使应变减小，强度增加。
塑性成型的工艺与方法
挤压成型
通过挤出口产生的挤压力让高 温软化的材料变形成所需截面 形状。
吹塑成型
将加热的塑料片材放置在形状 符合需要的具有微小孔的模具 上，利用压缩空气把塑料片材 吹卡进去，达到成型的目的。
热成型
根据成型温度、压力或成型方 式不同，又可以分为真空吸塑 成型、热压成型、热拉伸成型 等。
塑性成型的应用领域
工业制造
塑性成型在工业制造领域的应用 十分广泛，如汽车、电器、玩具 等生产制造中都广泛使用。
塑性成型原理PPT课件
本PPT课件介绍了塑性成型的基本原理、分类、工艺、应用与优缺点，希望能 够帮助您深入了解这一领域。
塑性成型的定义让热塑性材料变形成所需形状的过程。
2 分类
根据加热方式，塑性成型可分为热成型和冷成型；根据材料的状态，塑性成型可分为固 态变形和热变形。
医疗器械
医疗器械需要塑性成型产生的材 料具有优良的耐腐蚀性，生物安 全性等特点。
塑料制品
如饮料瓶、打包盒、盆子、盘子 等的生产都需要塑性成型。
塑性成型工艺的优缺点
优点
生产效率高，成本低；制造出来的产品质量稳定，重复性好。
缺点
生产过程对环境污染大；材料无法回收利用，热变性能不稳定。
结论与总结
塑性成型是一种将热塑性材料通过加热或其他方式变形成所需形状的过程，其在生产制造、医疗器械、塑 料制品等领域都有广泛应用，但也存在污染、资源浪费等问题。因此在使用时需要注意环保措施和材料回 收。
第1章-塑性加工金属学
热塑性变形时金属的软化过程比较复 杂，它与变形温度、应变速率、变形程度 和金属本身的性质有关，主要有静态回复、 静态再结晶、动态回复、动态再结晶和亚 动态再结晶等。
1、回复和再结晶
从热力学角度来看，变形引起加工硬化，晶体缺陷增多，金属 畸变内能增加，原子处于不稳定的高自由能状态，具有向低自由 能状态转变的趋势。当加热升温时，原子具有相当的扩散能力， 变形后的金属自发地向低自由能状态转变。这一转变过程称为回 复和再结晶，这一过程伴随有晶粒长大。
多相合金（两相合金）中的第二相可以是纯金属、固溶 体或化合物，起强化作用的主要是硬而脆的化合物。
合金的塑性变形在很大程度上取决于第二相的数量、形 状、大小和分布的形态。但从变形的机理来说，仍然 是滑移和孪生
第二相以连续网状分布在基体晶粒的边界上 随着第二相数量的增加，合金的强度和塑性皆下
降。
第二相以弥散质点（颗粒）分布在基体晶粒内部 合金的强度显著提高而对塑性和韧性的影响较小。
图13-15 回复和再结晶对金属组织和性能的变化
表13-1 回复、再结晶和晶粒长大的特点及应用
回复
再结晶
晶粒长大
发生温度
较低温度
较高温度
更高温度
转变机制
原子活动能量小，空位 移动使晶格扭曲恢复。 位错短程移动，适当集 中形成规则排列
原严直无子重至晶扩畸畸格散变变类能组晶型力织粒转大中完变，形全新核消晶和失粒生，在长但，新晶粒生粒，晶吞晶粒并界中小位大晶移
四、本课程的任务
目的：
科学系统地阐明金属塑性成形的基础和规律， 为合理制订塑性成形工艺奠定理论基础。
任务：
• 掌握塑性成形时的金属学基础，以便使工件在成 形时获得最佳的塑性状态，最高的变形效率和优 质的性能；
1、回复和再结晶
从热力学角度来看，变形引起加工硬化，晶体缺陷增多，金属 畸变内能增加，原子处于不稳定的高自由能状态，具有向低自由 能状态转变的趋势。当加热升温时，原子具有相当的扩散能力， 变形后的金属自发地向低自由能状态转变。这一转变过程称为回 复和再结晶，这一过程伴随有晶粒长大。
多相合金（两相合金）中的第二相可以是纯金属、固溶 体或化合物，起强化作用的主要是硬而脆的化合物。
合金的塑性变形在很大程度上取决于第二相的数量、形 状、大小和分布的形态。但从变形的机理来说，仍然 是滑移和孪生
第二相以连续网状分布在基体晶粒的边界上 随着第二相数量的增加，合金的强度和塑性皆下
降。
第二相以弥散质点（颗粒）分布在基体晶粒内部 合金的强度显著提高而对塑性和韧性的影响较小。
图13-15 回复和再结晶对金属组织和性能的变化
表13-1 回复、再结晶和晶粒长大的特点及应用
回复
再结晶
晶粒长大
发生温度
较低温度
较高温度
更高温度
转变机制
原子活动能量小，空位 移动使晶格扭曲恢复。 位错短程移动，适当集 中形成规则排列
原严直无子重至晶扩畸畸格散变变类能组晶型力织粒转大中完变，形全新核消晶和失粒生，在长但，新晶粒生粒，晶吞晶粒并界中小位大晶移
四、本课程的任务
目的：
科学系统地阐明金属塑性成形的基础和规律， 为合理制订塑性成形工艺奠定理论基础。
任务：
• 掌握塑性成形时的金属学基础，以便使工件在成 形时获得最佳的塑性状态，最高的变形效率和优 质的性能；
塑性成形技术基础.ppt
' ij
（2-21）
d 3 dt 2
4）全量理论 （1）基本假设条件 ①理想刚塑性材料的假设； ②塑性变形和弹性变形属同一量级； ③加载过程符合简单加载条件，则应力偏 张量的各个分量与应变偏张量的各个分量
成正比。
（2）伊留申理论
3 式中： 2
1 时， 、 1； 当
0 、 2 / 3。 由 时， 2
2 3
( )/2 2 1 3
1 变化至
3
时，相应的 值变化范围为 1～ 2 / 3。现以 为纵坐标， 为横坐标 ,得 随 变化的几 何图形，如图所示。
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
s 1 3
对于而两压一拉应力状态时应满足： 即：
1 3 s s 3 1
显然，第一种情况下 1 的绝对值（即变形抗力） 要比第二种情况下的大。
（2-13）
（3）塑性方程
2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 6 ( ) 2 x y y z z x x y y z z x s 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 1 2 2 3 3 1 s
2
1
2.4 塑性变形时应力应变关系 分析塑性变形问题，需要知道塑性 变形时，应力状态和应变状态之间的关 系。这种关系的数学表达式叫做本构方
程，也称物理方程。
1）塑性变形时应力应变关系的特点 弹性变形时，应力与应变成线性关系。 弹性变形是可逆的，应变由应力状态唯一确 定，和应力状态如何达到的历史无关。应力 应变之间的这种线性关系，可由广义虎克定
（2-21）
d 3 dt 2
4）全量理论 （1）基本假设条件 ①理想刚塑性材料的假设； ②塑性变形和弹性变形属同一量级； ③加载过程符合简单加载条件，则应力偏 张量的各个分量与应变偏张量的各个分量
成正比。
（2）伊留申理论
3 式中： 2
1 时， 、 1； 当
0 、 2 / 3。 由 时， 2
2 3
( )/2 2 1 3
1 变化至
3
时，相应的 值变化范围为 1～ 2 / 3。现以 为纵坐标， 为横坐标 ,得 随 变化的几 何图形，如图所示。
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
s 1 3
对于而两压一拉应力状态时应满足： 即：
1 3 s s 3 1
显然，第一种情况下 1 的绝对值（即变形抗力） 要比第二种情况下的大。
（2-13）
（3）塑性方程
2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 6 ( ) 2 x y y z z x x y y z z x s 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 1 2 2 3 3 1 s
2
1
2.4 塑性变形时应力应变关系 分析塑性变形问题，需要知道塑性 变形时，应力状态和应变状态之间的关 系。这种关系的数学表达式叫做本构方
程，也称物理方程。
1）塑性变形时应力应变关系的特点 弹性变形时，应力与应变成线性关系。 弹性变形是可逆的，应变由应力状态唯一确 定，和应力状态如何达到的历史无关。应力 应变之间的这种线性关系，可由广义虎克定
相关主题
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
材料塑性成形原理
Principle of Plastic Deformation in Material Processing
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绪论
➢ 金属塑性加工的用途、目的与定义 ➢ 塑性加工的方式及其分类、特点 ➢ 几个基本概念（弹性、塑性变形的力学特征） ➢ 塑性加工技术与理论基础的关系 ➢ 塑性加工技术的发展趋势 ➢ 本课程主要内容及与其它课程的关系 ➢ 教学计划与参考书
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
体积成形
①锻造 通过金属体积的转移和分配来进行塑性成形
自由锻：锻件精度低，生产率不高，适于单件、小批量 生产或大型锻件生产
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金属塑性加工的方式
模锻（开式模锻、闭式模锻)：
锻件外形和尺寸精度高，生产率高，适于大批量生产
开式模锻
闭式模锻
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金属塑性绪加工论的方式
体积成形
②轧制：使金属锭料或坯料通过两个旋转轧辊间的直 线或异型的特定空间来获得一定截面形状的材料，使 大截面材料变成了小截面材料，可生产型材、板材等 。
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汽车翼子板拉深过程有限元分析
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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32
材料成形问题的复杂性
模具和工艺的复杂性
□ 复杂几何形状 □ 多工序
多物理场耦合
□ 变形 □ 热传导
非线性
□ 几何非线性 □ 物理非线性 □ 状态非线性
材料组织性能变化
□ 相变、再结晶 □ 织构 □ 损伤
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33
材料成形计算机模拟应用
汽车覆盖件冲压成形过程模拟 板料液压成形过程模拟 弯管成形过程模拟 五金级进模零件成形过程模拟 金属锻造成形过程模拟 金属拉拔成形过程模拟
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44
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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45
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
冷成形——在不产生回复和再结晶的温度以下进行的 加工，如冷轧、冷冲压、冷挤压、冷锻等：
温成形——在介于冷、热成形之间的温度下进行的加 工，如温锻、温挤压等。
（3）能量场种类：激光无模成型、爆炸成型、液压/ 吹塑胀形
（4）材料热力学状态：连铸连轧、半固态成型、喷射 成型 。。。
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16
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17
金属塑性加工的方式
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42
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
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43
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
★拉深工作过程
⑴凸模不动，压边圈 下行压住板料； ⑵压边圈不动，保持 一定压边力压住板料， 凸模下行，合模，拉 深板料成形；⑶凸模 到达下止点，继续加 压定型板料；⑷卸载。
主应力法 滑移线法 上限法 有限元法
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28
金属塑性成形问题的求解方法
主应力法（初等解析法）
从塑性变形体的应力边界条件出发，建立简化 的平衡方程和屈服条件，并联立求解，得出边 界上的正应力和变形的力能参数，不考虑变形 体内的应变状态。
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29
金属塑性成形问题的求解方法
滑移线法
假设材料为刚塑性体，在平面变形状态下，塑 性变形区内任一点存在两族正交的滑移线族， 结合边界条件可解出滑移线场和速度场，从而 求出塑性变形区内的应力状态和瞬时流动状态 ，计算出力能参数。
管材。
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22
金属塑性加工的方式
板料成形
分离工序 (落料、冲孔） 成形工序（弯曲、拉深）
冲裁
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拉深 23
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24
金属塑性成形的特点
(1) 可改善金属的组织与性能; (2) 几乎无切屑, 材料利用率高; (3) 尺寸精度高, 不少成形方法 已达到少或无切削的要求; (4) 生产效率高，适于大批量生产。
……………………..
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34
汽车翼子板拉件拉深成形后、切边 前的几何模型，投影尺寸为： 长1470 mm×宽706 mm×高800 mm，
厚0.8 mm。
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35
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.3
模型的建立
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36
汽车翼子板拉深过程有限元分析
1.5
模拟结果与分析
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25
基本概念
➢ 弹性(elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可 逆性
➢ 塑性(plasticity)：在外力作用下使材料发生稳定、
持久变形而不破坏其完整性的能力，不可逆性
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26
弹性、塑性变形的力学特征
➢ 可逆性：弹性变形—可逆；塑性变形—不可逆 ➢ -关系：弹性变形—线性；塑性变形—非线性 ➢ 与加载路径的关系：弹性—无关；塑性—有关 ➢ 对组织和性能的影响：弹性变形—无影响；
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2
塑性加工的用途
产品轻量高强化，高附加值 用于结构件与外饰件，. 系国民经济支柱产业3
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4
塑性加工的用途
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5
金属塑性加工的方式
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6
金属塑性加工的方式
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7
金属压力加工
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8
金属压力加工
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9
金属压力加工
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