金属塑性原理实验指导书(金材)

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1、《金属塑性成形原理》实验指导书编写：刘易凡广东工业大学材料与能源学院二零一三年九月印刷22实验一金属板材成形力学性能测试…………………3实验二杯突实验…………………………………………1922实验项目名称：金属板材成形力学性能测试实验项目性质：综合性所属课程名称：金属塑性成形原理实验计划学时：4一、实验目的通过本试验，理解和掌握金属塑性理论的相关知识，理解和掌握金属板料力学性能对塑性成形工艺的影响。二、实验内容1．理解和掌握金属弹性模量（E）的概念，弹性模量与变形的关系。2．理解和掌握屈服应力（σs）、抗拉强度（σb）、屈强比（σs/σb

2、）。3．理解和掌握金属薄板的均匀延伸率（δu）、总延伸率（δk），及其对金属薄板塑性成形性能的影响。4．理解和掌握金属材料的加工硬化概念及其在金属塑性成形加工中的一些应用，掌握确定金属薄板应变硬化指数（n）的方法。5．理解和掌握金属薄板的塑性应变比（及）、凸耳参数（△），塑性应变比值与冲压成形性能的关系。226．掌握金属薄板拉伸时伸长ΔL与载荷F曲线的拟合绘制方法，7掌握金属薄板拉伸时标称应力—应变曲线的拟合绘制方法；掌握金属薄板实际应力—应变曲线（硬化曲线）的绘制方法。一、相关知识概述1．标称应力—应变曲线金属板料单向静力拉伸实验中，

3、标称应力σ=与相对线应变ε=的关系曲线称为标称应力—应变曲线，其中F为拉伸载荷，A0为试样原始横截面积，ΔL为试样标距伸长量，L0为试样原始标距长度。2．标称应力—应变曲线的变形三阶段它分为弹性变形、均匀塑性变形和局部塑性变形阶段。3．屈服应力屈服点是弹性变形与塑性变形分界点，对于有明显屈服点的金属，标称应力—应变曲线上屈服平台的应力称为屈服应力σs；对于没有明显屈服点的金属，在曲线上无屈服平台，这时规定试件产生残余应变ε=0.2%的应力作为材料的屈服应力，称为屈服强度，一般用σ0.2表示。22对于理想塑性材料，屈服应力为常数，但对于一

4、般工程材料，进入塑性状态后，继续变形时，会产生强化，则屈服应力将不断变化，即为后继屈服应力。屈服应力是金属塑性加工变形抗力指标。4．抗拉强度标称应力—应变曲线的最高点是均匀塑性变形和局部塑性变形的分界点，这时载荷达到最大值，其对应的标称应力称为抗拉强度，用σb表示，它是衡量零件抵抗变形损坏能力的指标。5．弹性模量在弹性变形阶段，标称应力与相对线应变的比值称为弹性模量，即E=σ/ε，弹性模量的大小反映了材料抵抗变形的能力，是衡量材料刚度的性能指标。6．加工硬化塑性变形使金属内部组织发生一系列变化，致使金属的性能也发生改变。其中变化最为显著

5、的是金属的力学性能，随着变形程度的增加，金属的强度和硬度增加，塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化。常温下的加工硬化亦称为冷作硬化。加工硬化可作为强化金属的一种手段，常用这种塑性加工方法来提高机械零件的强度。金属塑性加工方法中，冷拔、冷挤压、冷镦、冷轧等都能得到冷作硬化的效果。22加工硬化还可改善一些冷加工工艺的工艺性，金属板料拉深和胀形加工时，由于加工硬化使塑性变形能较均匀的分布于整个工件；没有加工硬化，拉拔就不能实现。7．硬化曲线标称应力是假设试样横截面的面积A0为常数的条件下得到的，而在金属薄板单向拉伸过程中，试样横截面的面积是不断

6、减下的，这样，标称应力—应变曲线不能真实地反映材料在塑性变形阶段的力学特征，所以，在实际应用中，常用实际应力—应变曲线，即硬化曲线，它可由标称应力—应变曲线得到。8．应变硬化指数多数金属材料的真实应力与真实应变之间为幂指数函数关系，其形式：S=B∈n其中n为硬化指数，B为强化系数，它们与材料的化学成分、热处理状态有关的参数，它们的大小可由硬化曲线获得。9．均匀延伸率（δu）、总延伸率（δk）。延伸率是衡量材料塑性性能的指标，延伸率愈大材料的塑性愈高。10．塑性应变比和凸耳参数22金属薄板的塑性应变比（及）是反映板料平面方向与厚度方向应变

7、能力的差异。值与板料中晶粒的择优取向有关，本质上是属于板料各向异性的一个量度。值也与冲压成形性能有密切的关系，尤其是与拉深成形性能直接相关。凸耳参数又称塑性平面各向异性指数，表示板料平面内的塑性各向异性。凸耳参数值的正负，在板料拉深成形时，可反映凸耳出现位置与板料轧制方向的关系；凸耳参数绝对值的大小与凸耳的高度相关。一、实验主要仪器设备和材料LJ—1000拉力试验机、千分尺、游标卡尺、直尺、标示工具等。实验材料为08钢板。二、实验方法、步骤（一）试样可以使用图1、图2中所示两种形状试样中的任一种。应在金属薄板平面上与轧制方向成0°、45

8、°和90°三个方向切取试样。试样厚度应当均匀，在标距长度内厚度变化不应大于0.01mm时，应不大于公称厚度的1%。22图11号样图22号样切取样坯和机加工试样时，应防止因加工硬化或热影响而改变材料的性能。可