冲压工艺与模具设计PPT电子教案-第1章_冲压成形的基本理论精选.pptVIP

冲压工艺与模具设计Stamping Technology and Mould Design  第1章 冲压成形的基本理论 第1章 冲压成形的基本理论 【主要内容】 1.1 塑性变形与应力应变 1.2 加工硬化与硬化曲线 1.3 板料的力学性能与冲压性能的关系 1.4 冲压用材料 【重点】 塑性条件 塑性变形时应力与应变之间的关系 板料的机械性能与冲压性能的关系 1.1 塑性变形与应力应变 1.1 塑性变形与应力应变 沿坐标方向可将这些应力分解为九个应力分量，包括三个正应 力和六个剪应力。根据互相垂直平面上切应力互等定律，有 。因此，若已知三个正应力和 三个剪应力，那么该点的应力状态就可以确定了。 主轴——各表面上只有正应力而无剪应力时的坐标轴 主方向——主轴所在的方向 主应力——主轴坐标系下的正应力 主平面——主应力作用面 （转3页看图） 1.1 塑性变形与应力应变 2.主剪应力 在与主平面成45°截面上的剪应力达到极值时称为主剪应力。 如果 则 最大剪应力与材料的塑性变形关系很大。 3.应力状态的分类 三向应力状态——三个主方向上都有应力的状态 平面应力状态——三个主应力中有一个为零 单向应力状态——三个主应力中有两个为零 1.1 塑性变形与应力应变 4.应变状态 当采用主轴坐标系时，单元体六个面上只有三个主应变分量 ，而没有剪应变分量。 实践证明：塑性变形时，单元体主要是发生形状的改变，而 体积的变化很小，可以忽略不计，即认为： ——体积不变定律，反映了三个主应变之间的相互关系。根 据体积不变定律，塑性变形时只可能有三向应变状态和平面 应变状态，而不可能有单向应变状态。 1.1 塑性变形与应力应变 二、塑性条件 P15 塑性条件又称为屈服准则或屈服条件，是描述不同应力状态下变形体内质点开始产生塑性变形并使塑性变形继续进行所必须遵循的条件。 当材料中某点处于单向应力状态时，只要该点的应力达到材料的屈服极限，该点就进入塑性状态。可是对于复杂的多向应力状态，就不能仅根据某一个应力分量来判断该点是否达到塑性状态，而要同时考虑其他应力分量的作用。只有当各个应力分量之间符合一定的关系时，该点才开始屈服，这种关系就是塑性条件。 目前所公认的塑性条件有下面两种： 屈雷斯卡(H．Tresca) 塑性条件（最大剪应力理论） 密塞斯(von Mises) 塑性条件 1.1 塑性变形与应力应变 1. 屈雷斯卡塑性条件（最大剪应力理论） 屈雷斯卡提出：任意应力状态下，只要最大剪应力达到某临界值 （与应力状态无关）后，材料就开始屈服。通过单向拉伸试验可 得出，此临界值等于材料屈服极限的一半。 设 ，则最大剪应力理论可表示为： 或　　　　　　　 这一理论形式简单，与试验结果基本相符，用于分析板料成形问 题有足够的精度。但其忽略了中间应力的作用，因此不够完善。 1.1 塑性变形与应力应变 2. 密塞斯塑性条件 密塞斯提出：任意应力状态下，当某点的等效应力 达到某 一临界值（与应力状态无关）时，材料就开始屈服。通过单向 拉伸试验可得出，此临界值等于材料的屈服极限 。 等效应力： 则密塞斯塑性条件可表达为： 1.1 塑性变形与应力应变 经过计算可知，两个条件之间差别很小。若把上式进行简化， 消去 ，可得下式： 　 β是与应力状态有关的参数，它反映了中间主应力的影响， 其取值范围为 。在应力分量未知的情况下， β可取近似平均值1.1。 1.1 塑性变形与应力应变 三、塑性变形时应力与应变之间的关系 物体受力产生变形，所以应力与应变之间一定存在着某种关系。 图示为材料单向拉伸加载曲线： 1.1 塑性变形与应力应变 由该曲线可以发现： ①材料屈服后，应力应变不再是线性关系； ②变形过程是不可逆的； ③在同一个应力下，加载历史不同，应变也不同。即在塑性变形时，应变不仅与应力大小有关，而且与加载历史有着密切的关系。一般来说在发生塑性变形时应力与应变之间不存在对应关系。 目前，用来解决塑性变形时应力与应变之间关系的理论有两种——增量理论和全量理论。 1.1 塑性变形与应力应变 1.增量理论 撇开整个变形过程，取加载过程中某个微量时间间隔 来研 究，得出了应力与应变增量之间的关系，称为增量理论： （等效应变 ） 若引入平均应力