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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