金属塑性成形力学分析：第四章

王仲仁 苑世剑 何祝斌

哈尔滨工业大学

金属塑性成形力学近年来有较大发展，总体来讲，是将以经验为主的金属成形中的诸多问题如应力、应变、屈服及变形力计算等逐渐能用塑性力学的基本概念进行阐明。如今，金属成形力学已经名副其实地成为塑性力学的重要分支。近几年来的主要进展可以概括如下：

1）对金属成形力学本质的理解已经得到深化，并在图形化方面有较大发展。

①应力状态与应变增量类型之间的内在联系已经可以用应力偏量的分量及其不变量进行明确定量描述，一改过去很多年来沿用古布金的“变形力学模式”一词，该模式是将应力状态（九种）与应变类型（三种）并列组合而成。

②在应力理论图形化方面有较大进展，包括切应力、正应力及全应力的图形化，这比起单靠公式描述要更形象，可获得不同斜面上应力分量变化的全景图像。(www.xing528.com)

③应力应变顺序对应规律将塑性应力应变关系中的增量理论合理地推广到判断工件尺寸变化趋势中。利用该规律获得了平面应力及三向应力状态下典型工序在屈服图形上的分区。

2）近年来有限元分析软件得到迅速发展，除了通用软件如ABAQUS、MARC、ADINA外，一些专用于分析塑性加工过程的软件如DEFORM、FORGE2D/3D、DYNAFORM、SUPERFORM及QFORM等都已经得到广泛应用，国内高校也开发了相关的软件。可以说由于PC机的普及及上述软件的日益完善，给出一个成形过程的应力、应变分布已经是比较容易的事。在此情况下，原先主要用于解析刚塑性平面问题的滑移线法已经在文献中很少见到。作为一个近似高估法——上限法也已经很少有人应用。考虑到这一新情况，对锻造过程应用较新的刚塑性有限元法在本书中有专门一篇叙述（第九篇），而对滑移线法及上限法在篇幅上则大幅度压缩仅保留一些基本概念及公式。

3）塑性加工过程的物理模拟近年来也有所发展，特别是新出现的螺纹法是研究变形体内应变分布的有效方法。

以下将分别对有关内容进行阐述。