【分享】塑性成形理论

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     塑性成形理论是从宏观上计算分析材料在不同成形工步下的应力应变和温度分布，以及它们对各种工艺参数的影响关系，从而优化工艺过程，使生产出的锻件质量好，效益高。
     锻压件的生产是以塑性成形为主，辅以其他的工艺的生产过程。锻压件的塑性成形通常由不同的工步组成。为要生产出的锻件质量、效益高，就要掌握各种材料在各种成形工步的塑性成形特征，优化工艺过程。
     塑性成形问题的研究分为微观机制和宏观机制两个方面。
     从微观上看，各种材料的变形机制是和材料内部组织结构密切相关，五十年代后电子显微镜的发展和广泛运用，对各种材料的微观结构进行详细的观测分析，并将它和变形量，温度速度等因素对材料强度、刚度。断裂的影响结合起来，使得材料科学得以迅猛发展，成为现代科学的一个方面军。
      塑性成形理论是从宏观上计算和分析各种塑性成形工步在不同变形量、温度、速度下的应力应变分布特征以及它们对变形力、可塑性等工艺参数和制件质量的影响。

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计算的基本方程如下

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上列方程组包含15个未知量，要求出通用的数学分析解是很困难的。对大量的实际问题，目前主要进行一些简化和假设来求解。根据简化方法的不同，求解的方法主要有一下几种。
1．初等解析法或主应力法
    从塑性变形体的应力边界条件出发，对变形体取较大的切块单元，假设边界上的正应力为主应力，建立平衡方程和屈服准则联立求解，得出边界上的正应力和变形的力能参数，但不考虑变形体内的应变状态。
2．滑移线场理论
    假设材料为刚塑性体，在平面应变状态下，塑变区内任一点存在两族正交的滑移线族。根据这一原理结合边界条件可解出滑移线场和速度场，从而求出塑变区内的应力状态和瞬时流动状态，计算力能参数。
3．上限法
从变形体的速度边界条件出发，对塑变区取较大的单元，根据及值原理，求出塑变能为极值时满足连续的条件和体积不变条件时的动可容速度场，从而计算出应力能参数，但不考虑塑变区内的应力状态是否满足平衡方程。
4．板料成形理论
    薄板的塑性成形问题常假设沿板的厚度方向很小近于零。应力应变沿厚度方向不变，简化成平面应力状态求解。
5．有限元法
    有限元法是将求解未知场变量的连续体划分为有限个单元。单元用节点连接，每个单元内用插值函数作为场变量，插值函数由节点值确定，单元之间的作用由节点传递。建立物理方程，并将全部单元的插值函数集合成整体场变量的方程组，然后进行数值计算，求出变形体内的速度、应变、应力和温度场及力能参数。由于现代化电子计算机效率高，功能全，塑性有限元法能计算出各种成形工步的各种工艺参数。

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好让我感动，以后有机会再发些塑性理论方面的帖子，希望大家也勇跃一点，相互补充，相互学习。

g0267

ding

whdhm

请问版主，比如要计算在板材拉深过程中的拉深力，能否比较一下上限法和有限元法在计算的时候考虑的应力应变有什么不一样？谢谢！
还有一个小问题，4．板料成形理论
    薄板的塑性成形问题常假设沿板的厚度方向很小近于零。应力应变沿厚度方向不变，简化成平面应力状态求解。这里面好像有错误吧？

whdhm

板材平面应力问题是厚向应力为零，至于应变就不是零。
还有，上限法的动可容速度场中考虑凹模圆角的应力状态是不是应该把厚向考虑进去，有限元计算，比如采用壳单元计算时有没有考虑圆角部分的厚向应力呢，求助于各位大侠

dfm_tw

支持，希望楼主再接再厉。

Lcl008

斑竹，有没有关于吹塑产品成型的知识可以赐教，我现在遇到关于这方面的难题，网上也找不到吹塑的产品的设计参考。望赐教。谢谢！！