压工艺与模具设计.ppt

试验表明，对于绝大多数金属材料，密席斯准则较之屈雷斯加准则更接近于实验数据。这两个屈服准则实际上相当接近，对有两个主应力相等的应力状态来说，两个准则完全一致。为了使用上的方便，密席斯准则可以改写成类似于屈雷斯加准则的形式：01（1.13）021.3.3塑性变形时的体积不变规律01在外力作用下，金属材料的变形包括体积变化和形状变化。02点的应变状态变形体内存在应力必定伴随应变，点的应变状态是通过单元体的变形来表示的。当采用主轴坐标系时，单元体就只有三个主应变分量?1、?2和?3，而没有剪应变分量。如图1.4所示。图1.4主应变图应力状态对塑性变形的影响由实践可知，同一种材料在不同应力状态下反映出不同的塑性，例如单向压缩获得的塑性变形比单向拉伸大得多；实心件正挤压比拉丝（拉拔）能发挥更大的塑性。大理石是脆性材料，在单向压缩时缩短率不到1%就会破坏，但在7650个大气压力（一个大气压为98.066kPa）的静水压力下压缩时，缩短率可达9%左右才破坏。上述结果表明，强化三向压应力状态，能充分发挥材料的塑性，这实质上是应力状态中的静水压力分量在起作用。应力状态中的压应力个数愈多、压应力愈大，则其静水压力愈大，因而塑性愈好；反之，静水压力愈小，则塑性就愈差。1.3金属塑性变形的基本规律

金属材料硬化规律（真实应力—应变曲线）弹塑性变形共存规律材料在塑性变形的同时也会有弹性变形存在。用最简单的拉伸试验就可以说明这种弹塑性变形的共存现象。低碳钢试样在单向拉伸时的拉伸试验曲线图（或条件应力-应变曲线）如图1.5所示。图1.5拉伸试验曲线图（条件应力-应变曲线）图中，OA为弹性变形阶段，A点为屈服点，?s为屈服强度，ABG为均匀塑性变形阶段，G点处载荷最大，G点的?b为抗拉强度。同时G点也是失稳点，从G点开始，材料出现缩颈。GK为不均匀变形阶段，K点为断裂点。由拉伸图可知，在弹性变形阶段OA，外力与变形成正比关系，如果在这一阶段卸载，则外力与变形将按原路退回原点，不产生任何永久变形。若到达A点以后仍继续拉伸，则材料进入均匀塑性变形阶段。如果在这一阶段的B点卸载，那么外力与变形并不按原路OAB退回到原点，而是沿与OA平行的直线BC退回到C点，这时试样的绝对伸长量由加载到B点时的Δlb减小到卸载结束时的Δlc，Δlb与Δlc之差即为弹性变形量，而Δlc为加载到B点时的塑性变形量。由此可见，在材料进入塑性变形阶段后，同时存在着弹性变形和塑性变形，这就是弹塑性变形共存规律。很显然，在外力去除后，弹性变形得以恢复，塑性变形得以保留。冲压时，由于弹性变形的存在，使得分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具的形状和尺寸不尽相同，这种现象称为回弹，是影响冲压件精度的重要原因之一。1.3.1.2真实应力、真实应变概念01真实应力应力是指单位面积上的内力。单向拉伸试验过程中，试件横截面上的拉应力有两种计算方法：0201不考虑横截面积的变化（F0—试样初始截面积）02（1.5）求得的?0称为条件应力。其条件就是只有当变形不大时才能用这种方法近似计算。STEP4STEP3STEP2STEP1考虑横截面积的变化材料拉伸试验属于大变形，拉伸过程中，试件横截面会明显缩小，如仍按F0计算就会出现明显的误差，必须按每瞬间的实际横截面积F来计算应力，这样求得的?称为真实应力。材料刚开始屈服时的应力称为初始屈服应力。随着塑性变形量的增多，材料会逐渐发生硬化，屈服应力会逐渐增高。习惯上常将用真实应力表示的每一瞬间的实际屈服应力直接称为该瞬间的“真实应力”，它反映了材料的塑性变形抗力。12在拉伸试验时，试样的轴向应变常以试样的相对伸长（或条件应变）δ表示：（1.6）122．真实应变1式中，l0—试样原始标距长度；3由于δ不能真实地反映试样大变形过程中的瞬时变形及变形的积累过程，于是又引入真实应变的概念。2l1—拉伸后标距的长度。dl—瞬时的长度改变量。式中，l—试样的瞬时长度；（1.7）拉伸过程中，某瞬时的真实应变（即应变增量）为CBAD当试样从l0拉伸至l1时，总的真实应变为（1.8）真实应变在正确反映瞬态变形的基础上，真实地反映了塑性变形的积累过程，因而得到广泛的应用。由于它具有对数形式，因此亦称为对数应变。在均匀拉伸阶段，真实应变和相对伸长存在以下关系：（1.9）01在变形较小时，可用δ近似表示应变值，但变形较大时，则必须采用真实应变?。021.3.2屈服条件当物体中某点处于单向应力状态时，只要该向应力达到材料的屈服应力值，该点就开始屈服，由弹性状态进入塑性状