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XuetangX

金属塑性成形原理

Yanshan University via XuetangX

Overview

 《金属塑性成形原理》作为一门材料科学与工程专业重点课程,是金属塑性加工技术的基础理论。主要讲述了金属塑性变形过程中工件与模具的弹、塑性变形及控制;材料的几何尺寸、组织结构与性能的演变规律、机理及调控;金属塑性成形问题的理论力学分析方法及相应工程解法;塑性成形件质量的定性分析方法。

  该课程讲述了金属塑性的基本概念、金属塑性的影响因素、金属塑性变形力学分析的基本方程和特点、不同的塑性成形工艺、常用的塑性成形工艺力/能计算方法,具体为:

1.课程背景知识:材料塑性的基本概念;金属塑性成形的特点;金属塑性成形的分类方法;金属塑性成形理论发展概况。

2.金属塑性成形的力学基础:应力状态和应变状态的基本概念及相关计算;应力平衡微分方程、几何方程与变形协调方程;塑性力学本构关系与两大屈服准则;平面问题和轴对称问题。

3.金属塑性成形中的摩擦:金属塑性成形中摩擦的特点以及摩擦对金属塑性成形的影响;摩擦机理;摩擦条件的数学表达式;摩擦系数的影响因素;塑性成形中的润滑。

4.主应力法及其应用:主应力法的基本原理;常见金属流动类型变形力的计算;轴对称镦粗时的变形特点;厚壁圆筒的成形力计算。

5.平面变形问题的滑移线法:滑移线的概念及有关规定;滑移线的沿线特性和跨线特性;建立滑移线场的分析推理法;塑性区的应力边界条件;常见的滑移线场类型;滑移线理论在塑性加工中的应用。

6.上限法及其应用:上限法的基本概述;虚功原理及基本能量方程式;最大散逸功原理;上、下限定理;上限法的解题步骤和应用实例。


Syllabus

  • 第一单元 绪论及力学基础知识
    • 1.1 绪论
    • 1.2 外力和应力
    • 1.3 点的应力状态
    • 1.4 张量和应力张量
    • 1.5 单元测试
  • 第二单元 塑性变形的应力分析
    • 2.1 主应力及应力张量不变量
    • 2.2 主切应力和最大切应力
    • 2.3 应力偏张量和应力球张量
    • 2.4 八面体应力和等效应力
    • 2.5 应力莫尔圆
    • 2.6 应力平衡微分方程
    • 2.7 单元测试
  • 第三单元 塑性变形的应变分析
    • 3.1 位移与应变
    • 3.2 点的应变状态与应变张量
    • 3.3 塑性变形体积不变条件
    • 3.4 点的应变状态和应力状态比较
    • 3.5 小应变几何方程
    • 3.6 单元测试
  • 第四单元 屈服准则
    • 4.1 屈服准则的概念
    • 4.2 Tresca屈服准则
    • 4.3 Mises屈服准则
    • 4.4 屈服准则的几何表达
    • 4.5 单元测试
  • 第五单元 塑性变形本构关系
    • 5.1 弹性本构关系-胡克定律
    • 5.2 塑性本构关系-增量理论
    • 5.3 塑性本构关系-全量理论
    • 5.4 真实应力应变曲线
    • 5.5 单元测试
  • 第六单元 主应力法及上限法
    • 6.1 主应力法
    • 6.2 主应力法的应用
    • 6.3 虚功原理
    • 6.4 上下限定理
    • 6.5 单元测试
  • 第七单元 滑移线场理论简介
    • 7.1 滑移线场理论基本介绍
    • 7.2 滑移线场的几何性质
    • 7.3 滑移线场的速度场理论
    • 7.4 滑移线场理论在塑性成形中的应用举例
    • 7.5 单元测试
  • 第八单元 平面问题和轴对称问题及摩擦特点(讨论单元)
    • 8.1 讨论课1:平面问题与轴对称问题
    • 8.2 习题课1:平面问题与轴对称问题
    • 8.3 讨论课2:金属塑性成形中的摩擦
    • 8.4 习题课2:金属塑性成形中的摩擦
  • 期末考试

    Taught by

    Du Bing, Duan Yongchuan, Zhai Ruixue, Liu Pengwei, and Li Bing

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