《塑性变形》课件

塑性变形•塑性变形的定义与分类•塑性变形的物理本质•塑性变形的基本规律CATALOGUE•塑性变形对材料性能的影响目录•塑性变形的主要应用领域•塑性变形的研究现状与展望CHAPTER01塑性变形的定义与分类塑性变形的定义塑性变形是指金属在应力作用下发生的不可逆的形状变化当金属受到外力作用时，原子或分子的位置会发生相对变化，导致宏观尺度上金属的形状和尺寸发生改变塑性变形通常发生在金属的屈服点之后，此时金属的内部结构发生变化，位错运动和晶界滑移成为主要的变形机制塑性变形的分类按外力特点分类按温度分类按变形速率分类按加载历史分类单向塑性变形、多向塑性变形热塑性变形和冷塑性变形热高速塑性变形和低速塑性变形单调塑性变形和循环塑性变形和复杂应力状态下的塑性变形塑性变形是指金属在高温下发高速塑性变形是指变形速率非单调塑性变形是指金属在单向生的塑性变形，而冷塑性变形常高的塑性变形，而低速塑性或循环应力作用下发生的塑性则是在室温或低温下发生的变形则是在相对较低的速率下变形，而循环塑性变形则是指发生的金属在交变应力作用下的塑性变形CHAPTER02塑性变形的物理本质晶体结构的变化晶体结构的变化是塑性变形的重要物理本质之一在塑性变形过程中，晶体结构会发生变化，导致晶格畸变和内部应力的产生这些变化会影响材料的力学性能和物理性质，如强度、硬度、电阻等晶体结构的变化通常包括晶格畸变、晶粒旋转和晶界移动等这些变化会导致晶体结构的不均匀性和不稳定性，进一步影响材料的塑性和韧性位错的运动位错是晶体中一种常见的缺陷，其运动对塑性变形具有重要影响在塑性变形过程中，位错会沿着一定的路径运动，导致晶体结构的改变和应力的释放位错的运动通常受到温度、应力和其他因素的影响在高温和低应力条件下，位错容易发生滑移和攀移；而在低温和高应力条件下，位错容易发生交滑移和扭折这些位错运动方式对材料的塑性和韧性具有重要影响晶粒的转动与滑移晶粒的转动与滑移是塑性变形过程中常见的现象在应力作用下，晶粒会发生转动和滑移，导致晶体结构的改变和应力的释放晶粒的转动与滑移通常受到温度、应力和晶粒尺寸等因素的影响在高温和低应力条件下，晶粒容易发生转动；而在低温和高应力条件下，晶粒容易发生滑移这些晶粒运动方式对材料的塑性和韧性具有重要影响CHAPTER03塑性变形的基本规律屈服准则条件屈服准则屈服准则描述了材料在受力时开始发生屈服的条件对于金属材料，常用的屈服准则是Von Mises屈服准则，它基于等效应力来判断是否达到屈服物理意义屈服准则反映了材料在复杂应力状态下的屈服行为，对于理解塑性变形的微观机制和预测材料的塑性流动具有重要意义流动法则流动法则的定义流动法则描述了塑性变形过程中，塑性应变增量与作用的外力之间的关系物理意义流动法则反映了塑性变形的内在规律，是塑性力学中描述材料流动行为的基本法则强化与软化强化机制强化机制描述了塑性变形过程中，随着变形的增加，材料的屈服应力如何变化常见的强化机制包括加工硬化和固溶强化等软化机制与强化机制相反，软化机制描述了随着变形的增加，材料的屈服应力如何减小在塑性变形过程中，如果发生软化，则可能导致材料的性能下降CHAPTER04塑性变形对材料性能的影响对力学性能的影响010203屈服强度抗拉强度韧性塑性变形会导致材料屈服塑性变形过程中，位错密塑性变形可以改善材料的强度降低，因为晶粒内部度增加，强化了材料，导韧性，使材料在断裂前吸位错增加，使材料更容易致抗拉强度提高收更多的能量发生屈服对物理性能的影响热导率电导率磁导率塑性变形可能导致材料热塑性变形对材料电导率的对于铁磁性材料，塑性变导率降低，因为晶格内部影响取决于具体的金属种形可能会影响其磁畴结构，缺陷增加，阻碍了声子的类，有些金属的电导率会从而影响磁导率传递降低，有些则会提高对化学性能的影响氧化行为某些金属在塑性变形过程中可能会耐腐蚀性发生氧化反应，导致表面形成氧化膜塑性变形可能会影响材料的耐腐蚀性，因为表面粗糙度的变化和内部结构的变化都可能影响腐蚀速率扩散行为塑性变形可能会影响材料的扩散行为，从而影响其与其它物质的反应速率CHAPTER05塑性变形的主要应用领域金属加工金属成型金属切削通过塑性变形将金属原材料加工成所在金属切削加工中，刀具对金属施加需形状和尺寸的制品，如轧制、锻造、压力，使金属发生塑性变形，从而切冲压等除多余部分，形成工件金属连接利用塑性变形实现金属之间的连接，如焊接、铆接等塑料加工塑料成型01通过塑性变形将塑料原料加工成所需形状和尺寸的制品，如注塑、压延、挤出等塑料改性02通过塑性变形对塑料进行改性，如增强、增韧、填充等，提高其性能塑料连接03利用塑性变形实现塑料之间的连接，如热熔、热压等橡胶加工橡胶成型通过塑性变形将橡胶原料加工成所需形状和尺寸的制品，如轮胎、橡胶管、橡胶垫等橡胶增强通过在橡胶中加入纤维、织物等增强材料，利用塑性变形提高其力学性能橡胶连接利用塑性变形实现橡胶之间的连接，如粘合、硫化等CHAPTER06塑性变形的研究现状与展望研究现状塑性变形的基本理塑性变形的实验研塑性变形的数值模论究拟目前对塑性变形的基本理论已经通过实验手段对塑性变形的过程随着计算机技术的不断发展，数有了较为深入的理解，包括屈服进行观察和测量，探究变形过程值模拟方法在塑性变形领域的应准则、流动法则、强化机制等方中的应力应变行为、微观结构演用越来越广泛，能够对复杂变形面的研究化等现象过程进行模拟和分析研究展望塑性变形的本构模型进一步完善塑性变形的本构模型，提高模型的预测精度和适用范围，探究更复杂的应力应变行为和微观结构演化机制多场耦合下的塑性变形研究考虑温度场、磁场、电场等多场因素对塑性变形的影响，探究多场耦合作用下的变形行为和材料性能变化塑性变形的应用研究加强塑性变形在工程实践中的应用研究，探究其在结构优化、轻量化设计、增材制造等领域的应用前景和潜力塑性变形的跨尺度研究结合微观和宏观尺度，探究塑性变形的跨尺度行为和演化规律，为材料性能的优化和新型材料的开发提供理论支持和实践指导THANKSFORWATCHING感谢您的观看。