金屬塑性成形原理

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1、第一章塑性成形原理實驗一真實應力-------應變曲線的測定一、實驗目的：測定鋁的靜態(tài)（室溫、低速）真實應力——應變曲線。二、實驗原理：在塑性成形力學分析中，真實應力——應變曲線是不可缺少的重要參數(shù)，例如材料進入塑性狀態(tài)。必須滿足等效應力等于單向應力狀態(tài)下的屈服應力。而這個應力是隨變形溫度、變形速度和變形程度而變化的。在一定溫度、變形速度情況下，真實應力隨變形程度的關(guān)系稱為真實應力——應變曲線（也稱硬化曲線）。這里真實應力是指在單向應力狀態(tài)下，任一瞬時作用在試件上的變形力與該瞬時試件橫截面積之比：--------------------

2、-----------（1）真實應力——應變曲線可通過單向拉伸；均勻鐓粗試驗獲得或通過扭轉(zhuǎn)等試驗間接獲得。由于單向拉伸試驗出現(xiàn)頸縮，變形程度愛到一定的限制，所以廣泛采用均勻鐓粗獲得真實應力——應變曲線。本實驗采取以下措施：（1）、上下壓板經(jīng)淬硬、回火、硬削和拋光；（2）、試件尺寸比為；（3）、試件端面置淺坑，儲存潤滑劑。（4）、試件每壓下10%時，重新涂潤滑劑。壓縮時對數(shù)應變：20---------------------------------------------（2）——壓縮前試件高度——壓縮瞬時試件高度壓縮時的真實力按平均壓力

3、計算：-----------------------------（3）——試件變形某一瞬時面積；——試件變形前面積；——軸向載荷。三、實驗設備和儀器：實驗是在材力試驗機上進行（也可在錘上或曲柄壓力機上進行）。力和變形的測量采用傳感器、應變儀。由X—Y記錄儀記錄變形和位移的變化。二個傳感器及X—Y記錄儀簡要說明見附錄。四、實驗步驟：（1）、精確測量試件原始尺寸，；20（2）、安裝測力、測位移傳感器并將其接入動態(tài)應變儀，再將應變儀輸出端接入X—Y記錄儀；（3）、標定傳達傳感器（可直接用標定曲線）；（4）、將試件上下端涂潤滑劑（石臘），放在試

4、件壓板之間；（5）、加壓變形，每變形△H=mm卸載，重涂潤滑劑；（6）、再加壓直至所需變形程度；（7）、X—Y記錄儀記錄變形過程。五、實驗記錄：（1）試件尺寸：mmmm(2)標定曲線：（3）X—Y記錄曲線：20六、實驗報告：實驗報告先根據(jù)X—Y記錄曲線，選定幾個變形瞬時，由標定曲線計算S及，再根據(jù)S—繪制真實應力——應變曲線。20附錄一、測力傳感器及其標定曲線采用自制測力傳感器進行壓力測定。測力傳感器的彈性元件用40Cr鋼制成柱形。彈性元件的布片和接橋方法如圖1所示。0o90o180o270o360o圖1將測力傳感器接入動態(tài)應變儀，函數(shù)

5、記錄儀測試系統(tǒng)，材料實驗機上進行標定。根據(jù)測量范圍分級加載，加載一次記錄—對應的數(shù)值，然后依次卸載，即完成一次標定。根據(jù)精度要求，可做幾次標定，標定曲線如圖2，即P—X曲線（噸一毫米）。X為記錄儀筆錄高度（毫米）。20圖2一、位移傳感器及其標定曲線小位移的確定，采用自制等截面懸梁式位移傳感器。由材料力學可知，在比例極限內(nèi)，等截面懸梁自由端的撓度關(guān)系式為：（圖3）圖3——測得c處應變值；——梁的厚度；——梁自由端至固定端的距離；——從自由端至被測處距離。因此，當確定L、h、x后，即可通過應變片測出，進而求得相應的△H值。將位移傳感器的懸

6、梁彈性元件上貼片接入動態(tài)應變儀、記錄儀系統(tǒng)，置于專用的標定裝置上（圖5），用千分表進行標定。做出△H—Y標定曲線，如圖4。Y20為記錄儀筆錄高度。圖4圖5為專用的標定裝置簡圖。圖5三、X—Y函數(shù)記錄儀該函數(shù)記錄儀是一種通用的筆式自動記錄器，可以同時輸入兩個具有函數(shù)關(guān)系的變量信號，使記錄筆按函數(shù)關(guān)系沿直角坐標的X軸和Y軸運動，在記錄紙上描繪出兩變量間的函數(shù)關(guān)系曲線（同時還可以記錄某一變量的時間歷程）。其工作原理如圖6所示。20由于記錄儀具有衰減器，可記錄的信號電壓達到幾毫伏至三百伏的范圍。該記錄儀即可記錄電量的函數(shù)關(guān)系曲線，也可配合傳達感

7、器測量和記錄非電量的函數(shù)關(guān)系曲線。常用的LZ—3系列的函數(shù)記錄儀作y=f(x)記錄時，x軸方向的記錄幅面為300毫米，y軸方向為250毫米。當y軸的滿量程為12.5毫伏（x軸為15毫伏）時，LZ—3系列函數(shù)記錄儀的記錄幅值靈敏度可達20毫米/毫伏。LZ—3系列函數(shù)記錄儀在直接輸入時，靜態(tài)指標誤差僅為0.5%（通過衰減器時，附加誤差為0.3%）。它的記錄速度快，記錄筆在y軸方向的全行程時間僅為0.5秒，在x軸方向為0.6—0.8秒。測定真實應力——應變曲線時的測試線路框圖如圖7。M----直流伺服電機G----測速發(fā)電機圖620圖7(X-

8、Y記錄儀使用說明見說明書)實驗二摩擦因素的測定一、實驗目的：測定塑性變形過程中的摩擦因素。二、實驗原理：摩擦對塑性變形有很大的影響。由于摩擦使變形力和變形功增加，使模具磨損，工件不均勻變形，這不僅降低模具壽