級用塑性成形原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、塑性成形原理 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書安徽工程大學(xué)材料教研室實(shí)驗(yàn)一 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的意義，并修正真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。2、計(jì)算硬化常數(shù)和硬化指數(shù)，列出指數(shù)函數(shù)關(guān)系式。二、基本原理1、繪制真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線對低碳鋼試樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)得到的拉伸圖，縱坐標(biāo)表示試樣載荷，橫坐標(biāo)表示試樣標(biāo)距的伸長。經(jīng)過轉(zhuǎn)化，可得到拉伸時(shí)的條件應(yīng)力應(yīng)變曲線。在條件應(yīng)力應(yīng)變曲線中得到的應(yīng)力是用載荷除以試樣拉伸前的橫截面積，而在拉伸變形過程中，試樣的截面尺寸不斷變化，因此條件應(yīng)力應(yīng)變曲線不能真實(shí)的反映瞬時(shí)應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系。需要繪制真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。在拉伸實(shí)驗(yàn)中，條件應(yīng)力用表示，條件應(yīng)變（工程應(yīng)變）用表示

2、，分別用式(1)和(2)計(jì)算。 (1)式中，為條件應(yīng)力；為施加在試樣上的載荷；為試樣拉伸前的橫截面積。 (2)式中，為工程應(yīng)變；為試樣拉伸后的長度；為試樣拉伸前的長度。真實(shí)應(yīng)力用表示，真實(shí)應(yīng)變用表示，分別用式(3)和(4)計(jì)算。 (3)式中，為真實(shí)應(yīng)力；為施加在試樣上的載荷；為試樣拉伸前的橫截面積；為條件應(yīng)力； 為工程應(yīng)變。 (4)式中，為真實(shí)應(yīng)變；為工程應(yīng)變。由式(1)和(2)可知，只要測出施加在試樣上的載荷以及拉伸前的橫截面積，可以計(jì)算出條件應(yīng)力和工程應(yīng)變；根據(jù)式(3)和(4)，就可以計(jì)算出真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變。測出幾組不同的數(shù)據(jù)，就可以繪制真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。2、修正真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線在拉伸實(shí)

3、驗(yàn)中，當(dāng)產(chǎn)生縮頸后，頸部應(yīng)力狀態(tài)由單向變?yōu)槿蚶瓚?yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生形狀硬化，使應(yīng)力發(fā)生變化。為此，必須修正真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。修正公式如下： (5)式中，為縮頸處修正的真實(shí)應(yīng)力；為縮頸處沒有修正的真實(shí)應(yīng)力；為縮頸處直徑；為縮頸處試樣外形的曲率半徑。實(shí)驗(yàn)中只要測出縮頸處直徑和縮頸處試樣外形的曲率半徑，代入式(5)，即可求出縮頸處修正后的真實(shí)應(yīng)力。3、計(jì)算硬化常數(shù)和硬化指數(shù)假設(shè)真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線可近似地用指數(shù)函數(shù)關(guān)系式(6)來表示 (6)式中,為真實(shí)應(yīng)力；為硬化常數(shù)；為硬化指數(shù)。在真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線中，任取兩點(diǎn)，其函數(shù)關(guān)系式如下： ； 兩端取對數(shù)得： ； 整理得： (7)將真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變的數(shù)值代入式(7

4、)， 即可求出硬化指數(shù)。將硬化指數(shù)代入式(6)，即可求出硬化常數(shù)。從而可以寫出指數(shù)函數(shù)表達(dá)式。三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟1、采用低碳鋼試樣，拉伸前在試樣上打好標(biāo)距，并測出其直徑。2、把試樣在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸，直至斷裂為止，記錄屈服載荷，最大拉伸載荷以及斷裂載荷。3、從試驗(yàn)機(jī)上卸下試樣，測量拉伸后試樣的總長度，試樣拉伸后的直徑，縮頸斷裂處的直徑，縮頸跨度。4、計(jì)算屈服時(shí)刻、最大載荷時(shí)刻以及斷裂時(shí)刻對應(yīng)的條件應(yīng)力、工程應(yīng)變，真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，并繪制出沒有經(jīng)過修正的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。5、計(jì)算縮頸處試樣外形的曲率半徑，根據(jù)公式(5)計(jì)算斷裂處的真實(shí)應(yīng)力，修正真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。6、在真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線中任取兩點(diǎn)，計(jì)算其真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，根據(jù)公式(6) 和(7)計(jì)算硬化常數(shù)和硬化指數(shù)，并寫出指數(shù)函數(shù)表達(dá)式。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，簡要介紹實(shí)驗(yàn)原理。2、列出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄在表1中。3、分別繪制出沒有修正以及經(jīng)過修正后的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。4、計(jì)算硬化常數(shù)和硬化指數(shù)，并寫出指數(shù)函數(shù)表達(dá)式。表1 拉伸前后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)名稱拉伸前長度 mm拉伸前直徑 m