塑性成形重要知识点总结

塑性变形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。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。

滑移：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。

滑移面：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶面。滑移方向：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶向。孪生：晶体在切应力作用下，晶体一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。

张量：由若干个当坐标改变时，满足转换关系的分量所组成的集合。

晶粒度：金属材料晶粒大小的程度。

变形织构：在塑性变形时，当变形量很大，多晶体中原为任意取向的各个晶粒，会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。

动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的再结晶。

主应力：切应力为0的微分面上的正应力。

主方向：主应力方向，主平面法线方向。

主应力空间：由三个主方向组成的空间

主切应力：切应力达到极值的平面上作用得切应力。

主切应力平面：切应力达到极值的平面。

主平面:应力空间中，可以找到三个互相垂直的面，其上均只有正应力，无切应力，此面就称为主平面。

平面应力状态：变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在，并所有应力分量与该方向轴无关的应力状态。

平面应变状态：物体内所有质点都只在同一个坐平面内发生变形，而该平面的法线方向没有变形的变形状态。

理想刚塑性材料：研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。

理想弹塑性材料：塑性变形时，需考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料。

弹塑性硬化材料：塑性变形时，既要考虑塑性变形前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料。刚塑性硬化材料：研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，需考虑变形过程中的加工硬化的材料。

屈服轨迹：两相应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的几何图形，一条封闭的曲线。

屈服表面：屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。

应变增量：以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此基础上发生的无限小应变。全量应变：反映张量在某一变形过程或变形过程中的某个阶段结束时的应变。

比例加载：在加载过程中，所有的外力一开始就按同一比例加载。

干摩擦：当变形金属与工具之间的接触表面上不存在任何外来的介质，即直接接触时所产生的摩擦。

流体摩擦：当变形金属与工具表面之间的润滑剂层较厚，两者表面完全被润滑剂隔开，这种状态下的摩擦称为。

磷化：塑性成形时润滑前在坯料表面上用化学方法制成一层磷酸盐或草酸盐薄膜，呈多孔吸附润滑剂。

皂化：将磷化处理后的坯料进行润滑处理方法，常用硬脂酸钠或肥皂等故称~。

动态回复:动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。发生在层错能较高的金属中。

超塑性：金属材料与合金具有超常的均匀塑性变形的能力，其延伸率高达百分之几百，甚至百分之几千的现象

纤维组织：若变形程度很大，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，称为纤维组织。

1.塑性加工的优点及金属在外力作用下变形的阶段。

组织、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生产效率高。

弹性变形；塑性变形；断裂。

2.塑性力学的基本假设。张量及其不变量的基本性质。

连续性假设；匀质性假设；各向同性假设；初应力为零假设；体积不变假设。

存在张量不变量；张量可以叠加和分解；张量可分对称张量、非对称张量、反对陈张量；二阶对称张量存在三个主轴和三个主值（如取主轴为坐标轴，则两个小角标不同的分量都将是0，只留下两个下角标相同的分量称为主值）。

3.金属塑性变形的主要机理（单晶体、多晶体）。滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

晶内变形包括滑移和孪生（单）；晶间变形是晶粒之间的相对滑动和转动（多）。

①变形方式:孪生是使一部分晶体整体发生均

匀的切变；而滑移则集中在一些滑移面上。

②变形后的位向孪生使一个晶体的两部分沿

一个公共晶面构成了镜面对称关系；而滑移则不改变晶体的位向。

③原子位移距离不同。孪生时，孪晶带中的原

子沿孪生方向的位移量为原子间距的的分数值；而滑移为原子间距的整数倍。④孪生变形困难，一般先滑移，滑移困难后，发生孪生，二者交替进行。

4.金属超塑性概念，超塑性的种类。影响材料超塑性的因素。

金属和合金具有超长变形能力且有大伸长率，无颈缩，低流动应力，易成型的特点。

细晶超塑性，相变超塑性。

应变速率，变形温度，组织结构，晶粒度，应力分布。

5.提高金属塑性的主要途径。

①提高材料成分和组织的均匀性；

②合理选择变形温度和应变速率；

③选择三向压缩性较强的变形方式；

④减小变形的不均匀性。

6.应力偏张量和应力球张量的物理意义。

应力偏张量只能使物体产生形状变化，而不能使物体产生体积变化，为原应力张量分解出球张量后得到，存在三个不变量J1' ,J2' ,J3'。

应力球张量表示球应力状态只能使物体产生体积变化，而不能使物体产生形状变化；任何方向都是主方向且主应力相同无切应力。

7.体积不变条件。

θ=εx+εy+εz=0塑性变形时，三个线应变分量不全同号，绝对值大的与另外两个异号。

8.平面应力状态及平面应变状态的特点，平面应变状态及轴对称应力应变关系的证明。

变形体内各质点在与某方向轴(例x)垂直的平面上没有应力作用，该方向为主方向；应力分量与

该轴无关，对其偏导数为0所有应力分布可在xy 面内表示出来。

9. Trssca 、Mises 准则的物理意义及几何意义，两个准则的相同点和不同点。其在π平面上的几何表示，它们为何种情况下差别最大？ ① 意义：

屈雷斯加准则：变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服；π平面上为正六边形。

米赛斯准则：一定变形条件下，弹性形状改变能打到某一定值材料就屈服；π平面上为一个圆。 ② 共同点

屈服准则的表达式都和坐标的选择无关，等式左边都是不变量的函数；三个主应力可以任意置换而不影响屈服，同时认为拉应力和压应力的作用是一样的；各表达式都和应力球张量无关。 ③ 不同点

屈雷斯加没有考虑中间应力的影响，三个主应力大小顺序不知时，使用不便； 米赛斯考虑了中间应力的影响，使用方便。在平面应变情况下差别最大，最大相差15.5% 10. 弹性应力应变关系及塑性应力应变关系的特

点。

（1） 弹性 应力与应变呈线性关系，应力主轴与应变主轴重合；变形可逆与加载过程无关瞬时外载决定；可认为体积变化，泊松比v ＜0.5 （2） 塑性 应力与应变不成线性关系，应力主轴与应变主轴不一定重合；变形不可逆，与变形历史有关；可认为体积不变化，泊松比v=0.5；塑性变形过程存在加工硬化

11. 简单加载与复杂加载的应力分量变化特点，Levy-Mises 增量理论的应力应变关系的基本假设及其表达式。应力应变的顺序对应关系。 （1） 简单加载：应力分量按比例加载；只加载不卸载；应力与应变的主轴重合。 复杂加载：不满足简单加载条件。 增量理论：

或

（2） 材料是刚塑性材料，即弹性应变增量为0，塑性应变增量就是总的应变增量。材料符合米屈服准则。每一加载瞬时，应力主轴与应变增量主轴重合。塑性变形时体积不变。 假设应变增量与应力偏量成正比，得Levy-Mises 方程

d λ——瞬时非负比例系数，加载时 d λ>0，卸载时d λ=0

12. 真实应力应变曲线的简化形式及近似表达

式。

幂指数硬化曲线Y=B ∈n 次方

刚塑性硬化曲线Y=σs+B1∈m 次方 钢塑性硬化直线Y=σs+B2∈ s σσ=0

321=++=++εεεεεεd d d d d d z y x

λ

σεd d ij ij '=λ

σεd d ij ij '=