1、1金属塑性成形原理课程大纲教师姓名： 开课学期：2016-2017 第一学期办公室： 上课时间：周四 7-8 节电话： 教室地点：Email: 答疑时间：周五下午 13:00-15:00课程网页（可根据需要）： 无一、 课程描述和学习目标金属塑性成形原理是材料成型及控制专业锻压方向的必修课，是锻压专业的技术基础课。本课程是一门系统地研究金属塑性成形理论及其普遍规律的科学。本课的基本任务是阐述塑性力学基础、复习金属物理部分内容，在此基础上研究塑性成形中的共同规律和特殊规律，目的是把这些规律用于生产，指导生产。具体说来有以下三点：1 讲述应力、应变理论、屈服准则、塑性力学本构方程，在此基础上研究金
2、属塑性成形中的有关力学问题的各种解法，目的在于分析变形体内的应力、应变及其分布，确定变形力和变形功，为选择设备吨位、计算模具强度提供依据。2 复习变形金属学，在些基础上，研究变形条件（变形温度、变形速度、金属强度、应力状态、摩擦条件等）对金属塑性和变形抗力的影响及提高金属塑性和降低变形抗力的措施，目的在于在生产中以最小的能量获取最大的变形，减小工序，提高生产率，同时又要获取性能良好的工件。3 研究金属变形对变形体的机械性能和物理性能的影响，分析变形条件与组织、性能之间的关系，以便确定金属与合金的塑性加工规范（如变形强度、变形速度、极限变形量、加热速度、冷却速度） 。4 讲述金属在塑性成形中的流
3、动规律和变形特点，目的是求得合理的毛坯尺寸，使工件顺利成形，既节约金属又保证质量。本课程的教学基本要求是：使学生掌握塑性塑性加工方法、塑性加工变形力计算等相关概念，包括晶体缺陷，晶格类型，塑性成形件质量分析，各种计算变形力的方法等。并且使学生掌握塑性相关概念，质量分析方法及变形力的理论计算；培养学生动手分析计算解决实际问题的能力。第一章 绪论（2 学时）教学基本要求：了解金属塑性成形方法种类及本课的目的与任务。教学内容：金属塑性成形方法的种类及其优缺点，本课的目的和任务。教学重点：金属塑性成形原理课的目的和任务本章作业：金属塑性成形方法有几种各有什么优缺点？本课的目的和任务是什么 ？第二章 应
4、力分析（10 学时）教学基本要求：了解分析、表示一点的应力状态的方法，并掌握相关结论。教学内容：2第一节 部分基本概念第二节 直角坐标系中一点的应力状态第三节 平衡微分程第四节 平面应力状态和轴对称应力状态教学重点：直角坐标系中一点的应力状态教学难点：质点在任意方向切面上的应力和应力边界条件本章作业：教材 Page 143-144 1、3 、4、5、6 、7、8第三章 应变分析（5 学时）教学基本要求：了解研究分析和表示一点变形的方法，并掌握相关结论。教学内容：第一节 有关变形的一些基本概念 第二节 小变形分析第三节 平面变形问题和轴对称问题教学重点：小变形分析教学难点：单元体任意方向上的应变
5、本章作业：教材 Page 144-145 12、13 、15、16、19第四章 屈服准则（4 学时）教学基本要求：了解屈服准则，掌握 Tresca 屈服准则和 Mises 屈服准则及它们的表达方法。教学内容：第一节 屈服准则的意义第二节 有关材料性质的一些基本概念第三节 Tresca 屈服准则第四节 Mises 屈服准则第五节 屈服准则的几何表达第六节 中间主应力的影响第七节 屈服准则的实验验证教学重点：两个屈服准则的表达式及其在在 平面和 平面上的轨迹，教学难点：屈服准则在应力空间中的几何表达本章作业：教材 Page 145 21、22、23、25、26、27第五章 本构方程（5 学时）教学
6、基本要求：了解金属塑性变形时的应力应变关系。教学内容：第一节 弹性状态下的应力应变关系第二节塑性应力应变关系第三节 塑性变形的增量理论第四节 塑性变形的全量理论第五节 塑性应力应变关系的实验验证第六节 最大散逸功原理教学重点：塑性应力应变关系及其特点教学难点：增量理论和全量理论本章作业 ：教材 Page145 28、29、30第六章 真实应力应变关系曲线（3 学时）教学基本要求：了解实验中的真实应力应变关系曲线及其作法3教学内容：第一节 拉伸试验曲线 第二节 压缩试验曲线 教学重点：拉伸试验曲线教学难点：拉伸真实应力应变曲线塑性失稳点的特性和真实应力应变曲线的经验方程本章作业：教材 Page
7、146 35、36第七章 金属塑性成形时的摩擦与润滑（2 学时）教学基本要求：了解金属塑性成形过程中的摩擦状态及润滑方式教学内容：第一节 金属塑性成形时摩擦的特点第二节 塑性成形中摩擦的分类及机理第三节 摩擦系数及其影响因素第四节 摩擦系数的测定方法第五节 金属塑性成形用的润滑剂第六节 润滑方法第七节 不同塑性加工条件下的摩擦系数教学重点：金属塑性成形时摩擦的特点及其润滑方式教学难点：摩擦系数的测定方法本章作业：教材 Page 158 1、3、4 、6第八章 金属的塑性与变形抗力（4 学时）教学基本要求：了解变形条件对金属塑性与变形抗力的影响及提高塑性降低变形抗力的措施。教学内容：第一节 塑性
8、与变形抗力的概念第二节 金属的化学成分对塑性与变形抗力的影响第三节 变形温度、变形速度对塑性与变形抗力的影响第四节 应力状态塑性与变形抗力的影响第五节 超塑性教学重点：成分、组织、变形条件对塑性与变形抗力的影响教学难点：合金元素、变形抗力对塑性与变形抗力的影响本章作业 ：教材 Page57 11、14、15、18、19第九章 塑性成形问题的主应力解法（7 学时）教学基本要求：了解主应力法基本原理和解题步骤，掌握应用主应力法解决金属塑性成形问题的方法。教学内容：第一节 主应力解法的基本步骤和原理第二节 平行平板间长方体、圆柱体镦粗第三节 摩擦对正应力分布的影响教学重点：主应力解法的基本步骤和原理
9、教学难点：摩擦对正应力分布的影响本章作业：教材 Page204-205 1、2、6 、7第十章 塑性成形的滑移线解法（8 学时）教学基本要求：了解滑移线理论，掌握它在金属塑性成形中的一般应用。教学内容：4第一节滑移线的理论简介第二节滑移线理论在金属塑性成形中的应用教学重点：滑移线理论在金属塑性成形中的应用教学难点：滑移线场和速端图的建立本章作业： 教材 Page 228 1、3 、4、5 、8、9、15、16第十一章 塑性成形问题的上限法（4 学时）教学基本要求：了解上限法原理及其在金属塑性成形中的一般应用。教学内容：第一节上限法的原理第二节上限法的应用教学重点：上限法的应用教学难点：滑动模式
10、的建立本章作业：教材 Page 258 1、2、3 、4二、 课程考核方式本课程为考试课，方式为命题考试。题目类型包括填空、选择、简答、综合题。通过考试，按照课程教学大纲考核学生对塑性成形课程的基本知识、基本原理的掌握情况，以及综合运用能力。平时成绩包括平时作业与出勤率，出勤率或作业提交率低于 30%者取消其参加期末考试的资格。最终成绩按照平时成绩 30%和期末卷面成绩 70%加权平均记入。三、 教材与教学参考书1、教材：俞汉清等编. 金属塑性成形原理 ，机械工业出版社，19992、主要参考书：1 汪大年主编. 金属塑性成形原理 ，机械工业出版社，19952 陈森灿 叶庆荣编 金属塑性成形原理
11、 清华大学出版社 1984 3 李硕本. 冲压工艺学 北京：机械工业出版社 19824 王龙甫. 弹性力学 北京：科学出版社 19795 徐芝纶. 弹性力学 北京： 人民教育出版社 19796 徐秉业，陈森灿. 塑性理论基础 清华大学出版社 1984四、 学术诚信条例（可根据需要）：课前预习，当堂听讲，课后作业禁止抄袭，严禁考试作弊。五、 课程进度安排教学课时分配序号 章节内容 学时数 实验1 第一章 绪论 252 第二章 应力分析第一节 部分基本概念第二节 直角坐标系中一点的应力状态103 第三章 应变分析第一节 有关变形的一些基本概念 第二节 小变形分析第三节 应变增量和全量应变的概念第四
12、节 平面变形问题和轴对称问题54 第四章 屈服准则 第一节 屈服准则的意义第二节 有关材料性质的一些基本概念第三节 Tresca 屈服准则第四节 Mises 屈服准则第五节 屈服准则的几何表达第六节 中间主应力的影响第七节 屈服准则的实验验证465 第五章 本构方程第一节 弹性状态下的应力应变关系第二节 塑性应力应变关系第三节 塑性变形的增量理论第三节 塑性变形的增量理论第四节 塑性变形的全量理论第五节 塑性应力应变关系的实验验证第六节 最大散逸功原理56 第六章 真实应力应变关系曲线第一节 拉伸试验曲线 第二节 压缩试验曲线 38 实验一 真实应力应变曲线 29 第七章 金属塑性成形时的摩擦
13、与润滑 210 第八章 金属的塑性与变形抗力第一节 塑性与变形抗力的概念第二节 金属的化学成分对塑性与变形抗力的影响第三节 变形温度、变形 速度对塑性与变形抗力的影响第四节 应力状态塑性与变形抗力的影响第三节 变形温度、变形 速度对塑性与变形抗力的影响第四节 应力状态塑性与变形抗力的影响第五节 超塑性4711 实验二 最小阻力定律 212 第九章 塑性成形问题的主应力解法第一节 主应力解法的基本步骤和原理第二节 摩擦对应力分布的影响第三节主应力法在金属塑性成的应用713 实验三 正应力分布曲线 214 第十章 塑性成形的滑移线解法第一节滑移线的理论简介第二节滑移线理论在金属塑性成形中的应用815 第十一章 塑性成形问题的上限法第一节上限法的原理第二节上限法的应用4
