理论教育 塑性成形理论:探索材料变形机理

塑性成形理论:探索材料变形机理

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:描述塑性成形应力应变关系主要有两大理论:增量理论和全量理论。刚塑性增量理论以Lode试验结果和LevyMises理论为基础。从全量理论的公式中可以看出,已知 和 之间的关系,即可根据最终应力状态求出最终变形状态。

塑性成形理论:探索材料变形机理

描述塑性成形应力应变关系主要有两大理论:增量理论和全量理论。

表2⁃1 塑性成形常用术语及含义

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1.增量理论

增量理论,也称为增量流动理论,描述了塑性加载过程中瞬间应力分量和应变增量分量之间的关系,是研究塑性变形的最重要、最基本理论之一。

刚塑性增量理论以Lode试验结果和Levy⁃Mises理论为基础。Levy⁃Mises理论也称为流动法则,描述了忽略弹性应变的理想刚塑性材料的应力应变关系,其中包括以下几点假设:

1)材料是理想刚塑性,即忽略弹性变形,因此塑性应变增量即为总的应变增量。

2)材料符合Mises屈服准则

3)塑性变形时材料体积不变。

4)应力主轴与应变增量的主轴重合。(www.daowen.com)

5)应变增量与应力偏张量成正比。

弹塑性材料的应力应变增量理论也称为Prandtl⁃Reuss理论。塑性变形总应变增量dεij可以分解为弹性应变增量dεeij和塑性应变增量dεpij,即:

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其中弹性应变增量 978-7-111-51375-9-Chapter02-4.jpg 和应力之间的关系符合广义胡克定律,而塑性应变增量 978-7-111-51375-9-Chapter02-5.jpg 和应力之间的关系符合Levy⁃Mises理论。

2.全量理论

全量理论只针对任意时间点的全量应变和全量应力之间的关系,不考虑加载过程,因此只适用于成比例变形的情况。成比例变形指应变分量在整个变形过程中以相同的比例增加,或者说应变分量在整个变形过程中保持相同比例,即:

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全量理论中的应力应变关系为:成比例变形过程中的最终偏应变分量与最终偏应力分量成正比。从全量理论的公式中可以看出,已知 978-7-111-51375-9-Chapter02-7.jpg978-7-111-51375-9-Chapter02-8.jpg 之间的关系,即可根据最终应力状态求出最终变形状态。

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