塑性加工力学概述
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塑性力学的基本概念和应用塑性力学是力学学科中的一个重要领域,研究物体在超过其弹性限度之后发生的塑性变形和力学行为。
它在工程领域中有着广泛的应用,可以用于设计和分析各种结构和材料。
本文将介绍塑性力学的基本概念和应用。
一、塑性力学的基本概念塑性力学研究材料在受力过程中的变形行为,重点关注材料的塑性变形和它们与应力应变关系之间的联系。
以下是塑性力学中的几个基本概念:1. 弹性和塑性:在外力作用下,材料会产生变形。
当外力移除后,材料能够完全恢复到其初始形状,这种变形称为弹性变形。
而当外力作用超过了材料的弹性限度时,材料会发生不可逆的塑性变形,导致永久性的形变。
2. 屈服点和屈服应力:材料在受力过程中,当应力达到一定数值时会开始产生塑性变形,此时的应力称为屈服应力。
屈服点是应力-应变曲线上的一个特定点,表示材料开始发生塑性变形的阈值。
3. 工程应力应变和真实应力应变:工程应力指材料在不考虑变形前尺寸的情况下受到的力与单位面积的比值,工程应变指材料在变形前尺寸和力的情况下的应变与原始尺寸比值。
真实应力和真实应变则考虑了材料在受力过程中的变形,分别是力和应变与变形的比值。
二、塑性力学的应用塑性力学在工程领域中有着广泛的应用,以下是其中几个典型的应用。
1. 金属成形加工:塑性力学在金属成形加工中扮演着重要的角色。
通过了解材料的塑性特性和应力应变关系,可以优化金属成形加工的工艺参数,提高材料的形变能力,减小残余应力,提高产品质量。
2. 板结构设计:在板结构的设计中,塑性力学可以用于评估结构的稳定性和承载能力。
通过分析材料的屈服点和塑性变形情况,可以确定合适的结构尺寸和加强措施,以满足结构的强度和刚度要求。
3. 地震工程:塑性力学在地震工程中的应用也很重要。
通过研究材料的塑性行为,可以评估结构在地震荷载下的响应和潜在破坏模式。
这有助于设计出抗震性能良好的建筑和结构,并提供灾害防护措施。
4. 仿真和模拟:在产品设计和工艺优化中,塑性力学可以被应用于数值模拟和仿真。
第三篇塑性成形力学塑性成形又称为塑性加工,是材料成形的基本方法之一,它是利用材料的塑性(即产生一定的永久变形又不破坏其完整性的能力)而获得所需形状与尺寸的工件的一种加工方法。
由于塑性加工一般是在外力作用下完成的,所以又称之为压力加工.通常所见的轧制、拉拔、锻造、挤压、冲压等成形方法都属于塑性加工的范畴。
一、塑性加工的特点一般说来,在现代制造业中,塑性加工的主体是金属的塑性加工.同材料成形的其他加工方法相比,金属塑性加工的主要优点有:(1) 金属材料经过相应的塑性变形后,其结构致密,组织改善,性能提高。
因此,凡是对强度和冲击韧度要求较高的零件大都采用塑性加工的方法来制造,例如连杆,曲轴等用于传动的零件主要是通过塑性加工生产出来。
(2) 金属塑性加工主要通过材料的塑性变形来实现体积的转移与重新分配,而不是部分切除金属的多余体积,因而工件的材料利用率较高,流线分布合理,从而也进一步提高了工件的强度。
(3) 用塑性加工生产的工件可以达到较高的精度,可以实现少、无切削的要求。
例如,精密冲裁和冷挤压生产的齿轮可不经切削加工而直接使用,精锻叶片的复杂曲面可达到只需切削的精度。
(4) 塑性加工具有很高的生产率,且容易实现机械化和自动化。
例如,在12000*10kN 的机械压力机上锻造汽车用的6拐曲轴仅需40s;在曲柄压力机上压制一个汽车履盖件仅需几秒时间。
(5) 几乎所有薄壁零件,尤其是大,中型板壳零件,例如汽车履盖件,只能采用塑性加工的方法来制造。
综上所述,由于塑性加工的工艺特点,使其在现代制造业中得到了广泛的应用。
特别是在汽车、航空、家电和日用品等工业部门中,塑性加工更是主要的加工方法,但是,塑性加工也有不足的地方。
这主要表现在:(1) 同材料成形的其他加工方法相比,塑性加工的投资大,尤其是大,中型履盖件的成形模具制造过程的经费多和时间长,常常是制约新产品迅速投产的一个瓶颈。
(2) 对环境会产生一定程度的污染,但同材料成形的其他方法相比,它所造成的环境污染又是较少的。
工程力学中的弹性力学和塑性力学研究工程力学是指研究物体在外力作用下的力学行为及其相互联系的一门学科。
其中,弹性力学和塑性力学是工程力学领域中两个重要的研究分支。
本文将对弹性力学和塑性力学进行详细的介绍和比较。
一、弹性力学弹性力学是研究物体在受到外力作用后能够恢复原来形状和大小的力学行为。
弹性力学的基本假设是物体受力后所产生的应变与外力呈线性关系,即满足胡克定律。
根据弹性力学的研究结果,可以得到应变与外力的关系,从而预测物体在受力下的变形和应力分布。
弹性力学常用的模型包括钢材的线弹性模型和混凝土的双弹性模型。
线弹性模型假设材料具有线性弹性行为,即应力和应变成正比。
双弹性模型则考虑了材料在加载和卸载过程中的不同力学性质,有利于对混凝土等复杂材料的力学行为进行准确描述。
弹性力学研究的主要内容包括力的平衡条件、物体的变形与应力、弯曲、挠度、自由振动等。
在工程实践中,弹性力学的理论可以应用于建筑结构的设计、机械零部件的选择和优化以及工程材料的改进等方面。
二、塑性力学塑性力学是研究物体在外力作用下会发生永久形变的力学行为。
与弹性力学相比,塑性力学关注的是物体的超弹性行为,即超出了弹性临界点后的力学行为。
塑性力学不仅涉及到材料的变形和应力分布,还包括材料在加载后产生的塑性应变和应力的分析。
塑性力学的研究对象通常是那些在外力作用下会发生塑性形变的金属材料,如钢材、铝合金等。
在塑性力学中,常用的本构模型有线性硬化模型和可塑性理论。
线性硬化模型假设材料的塑性变形与外力呈线性关系,可塑性理论则试图通过复杂的本构方程来描述材料的力学行为,在实际工程中得到了广泛应用。
塑性力学的研究内容包括塑性变形的机理、材料的本构关系、应变硬化、材料的屈服、断裂和破坏等。
在工程实践中,塑性力学的理论可以应用于金属结构的设计、铸造和焊接工艺的优化以及塑性加工工艺的控制等方面。
三、弹性力学与塑性力学的比较弹性力学和塑性力学作为工程力学的分支,各自具有不同的特点和应用范围。
塑性力学大报告1、绪论塑性力学的简介尽管弹塑性理论的研究己有一百多年,但随着电子计算机和各种数值方法的快速发展,对弹塑性本构关系模型的不断深入认识,使得解决复杂应力条件、加载历史和边界条件下的塑性力学问题成为可能。
现在复杂应力条件下塑性本构关系的研究,已成为当务之急。
弹塑性本构模型大都是在整理和分析试验资料的基础上,综合运用弹性、塑性理论建立起来的。
建立弹塑性材料的本构方程时,应尽量反映塑性材料的主要特性。
由于弹塑性变形的现象十分复杂,因此在研究弹塑性本构关系时必须作一些假设。
塑性力学是研究物体发生塑性变形时应力和应变分布规律的学科. 是固体力学的一个重要分支。
塑性力学是理论性很强、应用范围很广的一门学科,它既是基础学科又是技术学科。
塑性力学的产生和发展与工程实践的需求是密不可分的,工程中存在的实际问题,如构件上开有小孔,在小孔周边的附近区域会产生“应力集中”现象,导致局部产生塑性变形;又如杆件、薄壳结构的塑性失稳问题,金属的压力加工问题等,均是因为产生塑性变形而超出了弹性力学的范畴,需要用塑性力学理论来解决的问题,另一方面,塑性力学能为更有效的利用材料的强度并节省材料、金属压力加工工艺设计等提供理论依据。
正是这些广泛的工程实际需要,促进了塑性力学的发展。
塑性力学的发展1913年,Mises提出了屈服准则,同时还提出了类似于Levy的方程;1924年,Hencky采用Mises屈服准则提出另一种理论,用于解决塑性微小变形问题很方便;1926年,Load证实了Levy-Mises应力应变关系在一级近似下是准确的;1930年,Reuss依据Prandtl的观点,考虑弹性应变分量后,将Prandtl所得二维方程式推广到三维方程式;1937年,Nadai研究了材料的加工硬化,建立了大变形的情况下的应力应变关系;1943年,伊柳辛的“微小弹塑性变形理论”问世,由于计算方便,故很受欢迎;1949年,Batdorf和Budiansky从晶体滑移的物理概念出发提出了滑移理论。