金属塑性成形原理课件.pptxVIP

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金属塑性成形原理课件

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目录

金属塑性成形概述

塑性成形基础理论

金属塑性成形工艺

塑性成形过程模拟

塑性成形设备与模具

塑性成形质量控制

金属塑性成形概述

章节副标题

成形原理简介

金属在塑性成形过程中,应力与应变的关系决定了材料的变形能力,是成形原理的基础。

应力应变关系

温度是影响金属塑性成形的重要因素,适当的加热可以提高金属的塑性,降低变形抗力。

温度对成形的影响

塑性变形机制包括滑移和孪生,它们是金属在受力后发生永久变形的主要微观机制。

塑性变形机制

01

02

03

成形方法分类

通过施加压力使金属发生塑性变形,如锻造、冲压等,广泛应用于工业生产。

压力成形

将金属材料放入挤压筒内,通过挤压杆施加压力,使材料从模具孔中挤出,形成特定截面形状。

挤压成形

利用拉拔模具对金属材料施加拉力,使其通过模具孔径,形成所需形状和尺寸。

拉拔成形

应用领域

金属塑性成形技术在汽车制造中广泛应用,如车身覆盖件的冲压成型。

汽车制造

航空航天领域利用金属塑性成形制造轻质且强度高的零部件,如飞机的机翼结构。

航空航天

金属塑性成形用于生产建筑结构件,如钢结构梁和支撑柱。

建筑行业

在电子设备制造中,塑性成形用于生产各种精密金属零件,如手机外壳和内部框架。

电子设备

塑性成形基础理论

章节副标题

材料塑性理论

塑性变形过程中,材料的应力与应变关系是塑性理论的核心,反映了材料的变形能力。

应力-应变关系

材料在塑性变形过程中,其硬度和强度会随着变形程度的增加而提高,这一现象称为硬化。

硬化行为

屈服准则描述了材料开始发生塑性变形的条件,如冯·米塞斯准则和特雷斯卡准则。

屈服准则

应力应变分析

通过应力-应变曲线可以了解材料在受力过程中的变形特性,是塑性成形分析的基础。

应力-应变曲线

屈服准则描述了材料开始发生塑性变形的条件,如冯·米塞斯准则和特雷斯卡准则。

屈服准则

硬化行为解释了材料在塑性变形过程中强度和硬度的变化,如加工硬化和热处理硬化。

硬化行为

塑性变形能是指材料在塑性变形过程中吸收的能量,它与材料的塑性成形能力密切相关。

塑性变形能

流变学基础

在塑性成形中,材料的应力与应变关系是流变学的基础,决定了材料的变形能力。

应力-应变关系

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03

04

金属在塑性变形过程中表现出粘弹性特性,即材料同时具有粘性和弹性的行为。

粘弹性行为

屈服准则描述了材料开始发生塑性变形的条件,是流变学分析中的关键概念。

屈服准则

应变速率敏感性反映了材料在不同变形速率下的流变特性,对成形工艺有重要影响。

应变速率敏感性

金属塑性成形工艺

章节副标题

冲压成形技术

冲压成形利用模具对金属施加压力,使其产生塑性变形,形成所需零件。

基本原理

汽车车身覆盖件的生产广泛采用冲压成形技术,如车门、引擎盖等。

模具设计是冲压成形的关键,需精确计算以确保零件尺寸和形状的准确性。

选择合适的金属材料对冲压成形至关重要,需考虑材料的塑性、强度和硬度。

根据变形方式,冲压工艺分为拉深、弯曲、剪切、成形等不同类别。

材料选择

工艺分类

模具设计

应用实例

挤压成形技术

挤压是通过施加压力使金属材料通过模具孔型,从而获得所需形状和尺寸的塑性成形方法。

挤压成形的基本原理

根据挤压过程的不同,挤压可分为冷挤压、温挤压和热挤压,各有其特定的应用领域和优势。

挤压成形的分类

选择合适的金属材料对挤压成形至关重要,铝、铜及其合金是常见的挤压材料。

挤压成形的材料选择

模具设计是挤压成形的关键,需要考虑材料流动、应力分布和模具寿命等因素。

挤压成形的模具设计

例如,汽车工业中广泛使用的铝合金轮毂就是通过挤压成形技术制造的。

挤压成形的应用实例

锻造成形技术

自由锻是一种基本的锻造工艺,通过锤击或压力机对金属进行塑形,广泛应用于小批量生产。

自由锻

01

模锻使用特定形状的模具来控制金属的最终形状,适用于大批量生产,提高零件尺寸精度。

模锻

02

精密锻造技术能够生产形状复杂、尺寸精确的零件,常用于航空航天和汽车工业领域。

精密锻造

03

塑性成形过程模拟

章节副标题

数值模拟方法

01

有限元分析(FEA)

有限元分析是通过将复杂结构划分为小的、简单的元素,计算每个元素的应力和应变,以预测塑性成形过程。

02

离散元法(DEM)

离散元法通过模拟单个粒子的运动和相互作用来分析材料流动和变形,适用于颗粒材料的塑性成形模拟。

03

边界元法(BEM)

边界元法通过仅在边界上离散化来解决塑性成形问题,适用于无限或半无限域的模拟,计算效率较高。

模拟软件应用

有限元分析软件

使用ANSYS或ABAQUS等软件进行金属塑性成形的应力、应变分析,优化设计。

专用塑性成形模拟软件

采用DEFORM或Forge等专业

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