第20講應(yīng)力狀態(tài)基本概念

張貴杰Tel-Mail：zhguijie@河北聯(lián)合大學(xué)金屬材料及加工工程系金屬塑性變形理論

第20講2金屬學(xué)部分總結(jié)塑性變形物理本質(zhì)（滑移、孿生、多晶體變形）冷熱加工組織變化（冷熱變形組織的區(qū)別，再結(jié)晶）鋼材組織性能控制（強(qiáng)韌、沖壓性能）塑性變形不均勻性（附加應(yīng)力及產(chǎn)生原因分析）金屬塑性加工中的斷裂（斷裂現(xiàn)象分析）金屬的塑性（影響因素分析）金屬的變形抗力（影響因素分析）塑性加工中的摩擦與潤(rùn)滑（摩擦力計(jì)算、摩擦系數(shù)）3力學(xué)部分主要內(nèi)容應(yīng)力狀態(tài)分析應(yīng)變狀態(tài)分析變形力學(xué)方程滑移線場(chǎng)理論工程法上界定理塑性加工力學(xué)基礎(chǔ)部分塑性加工力學(xué)問(wèn)題求解方法部分4第十章應(yīng)力狀態(tài)分析主要內(nèi)容MainContent應(yīng)力狀態(tài)基本概念斜面上任一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)分析求和約定和應(yīng)力張量主應(yīng)力及主切應(yīng)力球應(yīng)力及偏差應(yīng)力510.1應(yīng)力狀態(tài)基本概念金屬塑性加工是金屬與合金在外力作用下產(chǎn)生塑性變形的過(guò)程，所以必須了解塑性加工中工件所受的外力及其在工件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變。本章講述變形工件內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的分析及其表示方法。這是塑性加工的力學(xué)基礎(chǔ)。6型鋼軋制7軋輥的斷裂8錘鍛過(guò)程9飛機(jī)蒙皮的成形破裂起皺能否一次成形，用什么樣的模具?變形量是否滿足要求（厚度減薄量等）?FF10基本假設(shè)變形體是連續(xù)的，不存在微觀結(jié)構(gòu)，是宏觀的，材料是均勻的，各向同性。變形體性能及變形行為在存在隨機(jī)現(xiàn)象，性能是確定的11外力體積力表面力重力慣性力電磁力特點(diǎn)：分布在物體體積的外力，它作用在物體內(nèi)部的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上特點(diǎn)：分布在物體表面的外力……作用力（主動(dòng)力）正壓力約束反力摩擦力12塑性加工時(shí)，由于體積力與加工中的作用力比較起來(lái)很小，在實(shí)際工程計(jì)算中一般可以忽略。但在高速加工時(shí)，金屬塑性流動(dòng)的慣性力應(yīng)該考慮。一般塑性加工只分析作用力、正壓力、摩擦力的作用狀態(tài)。2013.4.2132012-3-31-32012-4-1-214作用力塑性加工設(shè)備的可動(dòng)工具部分對(duì)工件所作用的力。又稱主動(dòng)力?？梢詫?shí)測(cè)或理論計(jì)算，用于驗(yàn)算設(shè)備強(qiáng)度和設(shè)備功率。正壓力沿工具和工件接觸面法向阻礙工件整體移動(dòng)或金屬流動(dòng)的力，其方向垂直于接觸面，并指向工件。摩擦力沿工具和工件接觸面切向阻礙金屬流動(dòng)的力，其方向平行于接觸面，并與金屬質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)方向或流動(dòng)趨勢(shì)相反。15內(nèi)力和應(yīng)力內(nèi)力在外力作用下的物體，內(nèi)部將產(chǎn)生抵抗變形的力稱為內(nèi)力。內(nèi)力可以用截面法把它表示出來(lái)。16應(yīng)力S稱為作用在面素上的全應(yīng)力

17全應(yīng)力的分解方式一種沿法向、切向分解一種可以沿坐標(biāo)軸分解為Sx、Sy、Sz

正應(yīng)力：切應(yīng)力：18

一點(diǎn)的應(yīng)力向量不僅取決于該點(diǎn)的位置，還取決于截面的方位。19如果截面的法向與某坐標(biāo)軸重合，則該截面上的切應(yīng)力還可以沿其余兩坐標(biāo)軸分解。20對(duì)于包含某點(diǎn)的微六面體體素上，每一面素上作用有三個(gè)應(yīng)力分量，其中一個(gè)正應(yīng)力，兩個(gè)切應(yīng)力。2011-11-10-221應(yīng)力分量的符號(hào)規(guī)定面素符號(hào)應(yīng)力方向應(yīng)力符號(hào)++++---+---+22應(yīng)力符號(hào)練習(xí)23應(yīng)力莫爾(Mohr)圓s2s1yzxs3tmaxO1

O2

O3

O1：l=0，m、n變化（σ，τ）軌跡O2：m=0，l、n變化（σ，