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金属塑性加工原理绪论§0.1 材料加工在国民经济中的地位特点1、航空航天2、武器装备3、交通运输4、建筑5、家用电器§0.2 材料加工的内涵2.材料的可加工性3.材料加工需考虑的基本原则4.金属材料加工所涉及的内容5.小结§0.3 金属塑性加工3. 主要加工方法3. 主要加工方法3. 主要加工方法3. 主要加工方法3. 主要加工方法3. 主要加工方法4. 特点§0.4 塑性加工理论的发展概况1. 金属塑性加工力学(力学冶金)2. 金属塑性加工材料学3. 塑性加工摩擦学§0.5 本课程的任务§0.5 本课程的任务§0.5 本课程的任务§0.6 金属材料加工的主要方向§0.6 金属材料加工的主要方向金属塑性加工原理Principle of Plastic Deformation in Metal Processing中南大学材料科学与工程学院材料加工系2005.07绪论主要研究内容几个基本概念弹性、塑性变形的力学特征研究内容塑性力学(The mechanics of plasticity)是固体力学的一个分支，其主要任务是研究物体在塑性变形阶段的应力和应变的规律。与其它工程力学（如：理论力学、材料力学、结构力学）的区别主要是研究方法、对象以及分析结果的差异。几个基本概念弹性(Elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。塑性(Plasticity)：固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性的能力屈服(Yielding)：开始产生塑性变形的临界状态损伤(Damage)：材料内部缺陷产生及发展的过程断裂(Fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程弹性、塑性变形的力学特征塑性变形对金属的组织和性能影响金属冷变形时可以产生加工硬化（强度、硬度增加，塑性降低）。金属塑性变形时，可以使晶粒得到细化（冷变形使晶粒破碎，热变形使晶粒动态再结晶）塑性变形可以使位错密度增加。金属塑性变形时，可以产生变形织构。金属塑性加工原理Principle of Plastic Deformation in Metal Processing 第一篇塑性变形力学基础第1章应力分析与应变分析§1.1 应力与点的应力状态§1.2 点的应力状态分析§1.3 应力张量的分解与几何表示§1.4 应力平衡微分方程§1.5 应变与位移关系方程§1.6 点的应变状态§1.7 应变增量§1.8 应变速度张量§1.9 主应变图与变形程度表示§1.1 应力与点的应力状态应力S 是内力的集度内力和应力均为矢量应力的单位：1Pa=1N/m2=1.0197Kgf/mm2 1MPa=106N/m2应力是某点A的坐标的函数，即受力体内不同点的应力不同。应力是某点A在坐标系中的方向余弦的函数，即同一点不同方位的截面上的应力是不同的。应力可以进行分解Sn n 、n （n—法向）某截面（外法线方向为n）上的应力：§1.1.1 一点的应力状态及应力张量一点的应力状态：是指通过变形体内某点的单元体所有截面上的应力的有无、大小、方向等情况。一点的应力状态的描述数值表达：x=50MPa，xz=35MPa图示表达：在单元体的三个正交面上标出（如图 1-2） ??张量表达： (i,j=x,y,z) 应力分量图示应力的坐标变换（例题讲解）*实际应用：晶体取向、织构分析等应力莫尔圆**二维应力莫尔圆与三维应力莫尔圆掌握如何画、如何分析例题讲解例: 已知直角坐标下某点的应力分量，试求其圆柱坐标系下的应力分量表达式。解：（1）应力转轴公式例题讲解例题讲解其他各式依此类推。（注意：在两坐标系之间夹角为已知时应用。）例题讲解由图可得：于是有方向系弦：即例题讲解代入转轴公式则有例题讲解讨论：①若无特殊要求，解题到此为止；②可利用三角函数进行简化：③若要求公式中只出现x,y,z, 不要θ角，则可利用例题讲解④对于平面应力问题，有则上式可写为两套坐标可互换（应力莫尔圆）应用：平面问题中的基本方程，轴对称问题的求解等。§1.2 点的应力状态分析§1.2.1 主应力及应力张量不变量§1.2.2 主剪应力和最大剪应力§1.2.3 八面体应力与等效应力§1.2.1 主应力及应力张量不变量讨论：主应力的求解主应力的图示§1.2.2 主切应力和最大剪切应力主切应力(Principal shear stress)：极值切应力（不为零）平面上作用的切应力。最大剪应力(Maximun shear stress)：§1.2.3 八面体应力与等效应力八面体应力的求解思路：等效应力讨论：分解的依据：静水压力