金屬塑性變形理論

Theoryofmetalplasticdeformation

第十八講LessonEighteenZhangGuijieTel：E-Mail：DepartmentofMetalMaterialandProcessEngineeringHebeiPolytechnicUniversity,Tangshan06300912/29/20221第八章金屬的塑性變形抗力主要內容MainContent變形抗力的概念及測定方法影響變形抗力的主要因素變形抗力的計算12/29/202228.3變形抗力的計算加工硬化曲線變形抗力的計算12/29/20223應力應變曲線12/29/20225s－d曲線，其中s為真應力，d為延伸率12/29/20226s－y曲線，其中s為真應力，y為斷面收縮率常用12/29/20227s－e曲線，其中s為真應力，e為真應變12/29/20228所以真應力還可寫為而斷面收縮率為據此可以計算出真應力和斷面收縮率，并繪制曲線12/29/20221012/29/202212出現細頸時，試樣所受拉力最大，此時有角標u對應出現細頸時的應力及斷面積所以有12/29/202214由幾何關系，在圖中Ao線段長為(1-2yu)，而Bc線段長為2su。12/29/202215硬化曲線方程近似地認為，金屬的加工硬化率ds/dy與應力s成正比，與變形程度y成反比，即積分可得當y=yu，s=su時，C=su/yun，因而12/29/202216上式兩側乘以作用面積，而轉換為變形力與斷面收縮率之間的關系開始出現細頸時，拉伸變形力最大，也即dP/dy=0，因此由此12/29/202217那么，最終真應力和斷面收縮率之間的關系為式中su、yu分別為頸縮時的真應力和斷面收縮率。這樣，對退火的金屬來講，若已經開始出現細頸時的應力和均勻的斷面收縮率時，便可根據上式繪制其硬化曲線的各階段。12/29/202218外推流動極限為硬化率為其中sb為材料的強度極限12/29/2022208.3.2變形抗力的計算實驗公式法計算圖表法計算數據庫12/29/202221變形速度的影響關系式當變形速度在較大范圍內變化時，采用下述公式計算變形抗力可以得出較符合實際的結果。總的趨勢是隨著變形溫度的降低，m值減小。這就說明，變形溫度越高，變形速度的影響越大。在低溫和常溫條件下，變形速度的影響減小。12/29/202223變形程度的影響關系式在變形過程中由于加工硬化的結果，隨著變形程度的增大，變形抗力增大。一般可采用下述關系式來確定。12/29/202224變形速度、變形程度和變形溫度共同影響的綜合關系式12/29/202226計算圖表法變形抗力的計算圖表法繁多，現僅就熱力系數法予以討論。首先在變形的熱力參數為某一中等值的條件下求出金屬的變形抗力s0，并將它作為基礎值。然后再用熱力參數修正系數來修正此基礎值，得出在其它變形條件的變形抗力。此熱力參數的中等值是t=1000℃，e=10s-1，e=0.1。各熱力參數修正系數用kt、ke、ke表示。這樣，在不同變形條件下的變形抗力便為：12/29/20222745號鋼變形溫度、變形程度系數曲線12/29/202228舉例，試求出含碳量為0.45％的碳鋼，t=1100℃，e=25％和e=50s-1條件下的變形抗力。解：從教材表8－3中得出，45號鋼的基礎應力s0=86MPa，再根據變形溫度、變形程度和變形速度系數曲線，查出ke=1.28，ke=1.29，kt=0.75。這樣，所求的變形抗力為ss=1.28×1.29×0.75×86=106.5MPa。12/29/202230計算數據庫隨著計算機及其應用的發展，變形抗力等金屬的力學性能指標的計算也出現新的生機。一些新模型的開發應用到