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绪论1

一、金属塑性成形的优点及分类1

二、金属垫性成形理论的发展概况4

三、本课程的任务4

第一章 金属塑性变形的物理基础5

第一节 单晶体塑性变形机构5

一、金属的晶体结构5

二、滑移10

三、孪生12

第二节 位错理论的基本概念13

一、理想晶体的切变强度——位错概念的提出13

二、位错的两种基本模型15

三、柏氏矢量15

四、位错的运动16

五、位错的增殖18

第三节 多晶体的冷塑性变形19

一、多晶体冷塑性变形的特点19

二、多晶体冷塑性变形机制20

三、多晶体冷塑性变形后的组织和性能20

第四节 加工硬化21

一、加工硬化的现象和机理21

二、加工硬化的后果和应用22

第五节 冷塑性变形金属在加热时的变化——回复和再结晶23

一、软化过程的动力23

二、回复23

三、再结晶24

四、再结晶图26

第六节 金属的热塑性变形26

一、热塑性变形的机理和热塑性变形后金属组织性能的变化26

二、动态回复和动态再结晶27

第七节 金属的塑性和影响因素28

一、塑性、塑性指标和塑性图28

二、化学成分和组织结构对塑性的影响29

三、变形温度对塑性的影响31

四、变形速度对塑性的影响31

五、应力状态对塑性的影响33

六、其他因素对塑性的影响34

七、提高金属塑性的途径35

第八节 变形抗力和影响因素36

一、变形抗力的概念和指标36

二、影响变形抗力的因素36

第九节 金属的超塑性40

一、超塑性概述40

二、超塑性的力学特性41

三、影响超塑性的因素42

四、超塑性的变形机制42

五、超塑性的应用43

思考题45

第二章 金属塑性变形的力学基础46

第一节 金属塑性成形过程的受力分析46

第二节 变形体内一点的应力状态分析47

一、应力分析的截面法47

二、三维坐标系中的应力分量和应力张量48

三、任意斜面上的应力50

四、主应力和应力不变量51

五、主切应力和最大切应力54

六、应力球张量和应力偏张量55

七、八面体应力和等效应力59

八、应力平衡微分方程60

九、平面问题的应力状态和轴对称应力状态61

十、应力莫尔圆63

第三节 变形体内质点的应变状态分析66

一、质点的应变状态66

二、位移分量和应变分量的关系——小变形几何方程71

三、应变连续方程74

四、应变增量和应变速率75

五、塑性变形程度的表达式77

六、塑性变形体积不变条件78

七、平面变形和轴对称变形80

第四节 屈服准则81

一、屈雷斯加屈服准则81

二、密席斯屈服准则81

三、屈服准则的几何表达——屈服表面和屈服轨迹82

四、中间主应力的影响——屈服准则的简化表达式86

五、硬化材料的屈服准则简介87

第五节 塑性应力应变关系89

一、弹性应力应变关系89

二、塑性应力应变关系的特点91

三、塑性变形的增量理论92

四、塑性变形的全量理论94

第六节 真实应力-应变曲线95

一、拉伸试验曲线96

二、压缩试验曲线99

三、真实应力-应变曲线的简化形式100

四、包申格效应102

思考题及习题102

第三章 塑性成形中金属变形与流动的有关问题107

第一节 最小阻力定律107

第二节 影响金属塑性变形和流动的因素108

一、摩擦对金属塑性变形和流动的影响108

二、工具形状对金属塑性变形和流动的影响109

三、金属各部分之间的关系对塑性变形和流动的影响109

四、金属本身性质不均匀对塑性变形和流动的影响110

第三节 不均匀变形、附加应力和残余应力111

一、均匀变形与不均匀变形111

二、附加应力112

三、残余应力114

第四节 金属的断裂115

一、断裂的物理本质115

二、塑性加工中金属的断裂118

第五节 金属塑性成形中的摩擦和润滑119

一、塑性成形时摩擦的特点及其影响119

二、塑性成形时摩擦的分类和机理120

三、塑性成形时接触表面摩擦力的计算121

四、影响摩擦系数的因素122

五、塑性加工中摩擦系数的测定方法124

六、塑性成形时的润滑126

七、不同塑性加工条件下的摩擦系数129

思考题130

第四章 金属塑性成形基本工序的力学分析及主应力法131

第一节 主应力法的基本原理131

第二节 镦粗变形特点及变形力计算131

一、镦粗变形的特点132

二、圆柱体镦粗变形力计算133

三、镦粗变形功138

第三节 开式模锻变形特点及变形力计算140

一、开式模锻的变形特点140

二、开式模锻变形力的计算141

第四节 板料弯曲工序分析及变形区的应力应变分布145

一、线性弹塑性弯曲145

二、三维塑性弯曲时的应力应变状态146

三、宽板弯曲时的应力分布147

四、板料塑性弯曲时中性层的内移150

五、弯曲力矩的计算151

第五节 圆筒件拉深分析和变形区的应力应变分布152

一、拉深变形过程和变形特点152

二、拉深过程的应力应变状态152

三、凸缘变形区的应力应变分布153

四、拉深力的计算156

五、拉深的的起皱与拉裂157

第六节 挤压变形分析及单位挤压力的计算157

一、挤压时金属的变形特点157

二、挤压变形力的计算158

思考题及习题162

第五章 塑性成形问题的滑移线法164

第一节 滑移线的基本概念164

一、平面变形应力状态的特点164

二、最大切应力迹线——滑移线的形成165

三、关于α、β滑移线和ω角的规定165

四、滑移线的微分方程166

第二节 滑移线场的应力方程(汉基应力方程)166

第三节 滑移线的基本特性167

一、沿线特性167

二、跨线特性(汉基第一定理)168

第四节 应力边界条件169

第五节 滑移线场的建立方法172

一、常见的滑移线场172

二、数值积分法173

三、近似图解法178

第六节 用滑移线法求解塑性成形问题179

一、冲头压入半无限体179

二、平砧压缩高坯料184

三、粗糙平板间压缩长坯料188

四、平面变形挤压190

五、圆筒件拉深194

六、盒形件合理坯料的确定195

思考题及习题196

第六章 塑性成形问题的其他方法199

第一节 变形功法199

一、变形功法的基本原理199

二、计算举例200

第二节 上限法201

一、上限法的基本概念201

二、平面变形问题的上限原理202

三、上限法在平面变形问题中的应用203

第三节 塑性材料力学法209

一、求解原理209

二、计算举例210

思考题及习题212

参考文献214