《金属塑性成形原理》课程教学大纲.doc

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1、教学大纲金属塑性成形原理课程教学大纲一、课程名称金属塑性成形原理二、课程英文名Metal Plasticity Forming Principle 三、课程编码 四、课程类别 必修课五、学时数、 学分数、开课学期60学时； 3学分；第6学期六、适用专业材料成型及控制工程专业七、编制者张守茁 副教授八、编制日期2005 年12月九、课程开设的意义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

2、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

3、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。十、本课程与其它课程的联系本课程为专业基础课，其先行课程为：数学、力学、物理化学、金属学、传热学等。通过本课程的学习，学生将掌握材料成形的基本原理，为进一步学习材料成形工艺等专业课奠定理论基础。十一、各教学环节学时分配 教学课时分配序号章节内容讲课实验上机其它实践教学环节机动1第一章 绪论22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

4、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45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

5、曲线29第七章 金属塑性成形时的摩擦与润滑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411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

6、性成形中的应用8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4十二、教学内容、重点和难点与教学进度、作业安排第一章 绪论（2学时）了解金属塑性成形方法种类及本课的目的与任务。1、主要内容：金属塑性成形方法的种类及其优缺点，本课的目的和任务。2、本章重点：金属塑性成形原理课的目的和任务3、本章作业思考题：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 应力分析（10学时）了解分析、表示一点的应力状态的方法，并掌握相关结论。1、主要内容：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2、本章

7、重点 直角坐标系中一点的应力状态3、本章难点：质点在任意方向切面上的应力和应力边界条件4、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）了解研究分析和表示一点变形的方法，并掌握相关结论。1、主要内容：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2、本章重点小变形分析3、本章难点： 单元体任意方向上的应变4、本章作业 教材 Page 144-145 12、13、15、16、19第四章 屈服准则（4学时）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。1、主要内容：第一节 屈服准则的意义

8、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2、本章重点 两个屈服准则的表达式及其在在平面和平面上的轨迹，3、本章难点：屈服准则在应力空间中的几何表达4、本章作业 教材 Page 145 21、22、23、25、26、27第五章 本构方程（5学时）了解金属塑性变形时的应力应变关系。1、主要内容：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2、本章重点 塑性应力

9、应变关系及其特点3、本章难点： 增量理论和全量理论4、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） 了解实验中的真实应力应变关系曲线及其作法1、主要内容：第一节 拉伸试验曲线 第二节 压缩试验曲线 2、本章重点拉伸试验曲线3、本章难点：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4、本章作业 教材 Page 146 35、36第七章 金属塑性成形时的摩擦与润滑（2学时） 了解金属塑性成形过程中的摩擦状态及润滑方式1、主要内容：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

10、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2、本章重点金属塑性成形时摩擦的特点及其润滑方式3、本章难点：摩擦系数的测定方法4、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）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。1、主要内容：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五节 超塑性2、本章重点成分、组织、变形条件对塑性与变形抗力的影响3、本章难点：合金元素、变形抗

11、力对塑性与变形抗力的影响4、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）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。1、主要内容：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2、本章重点 主应力解法的基本步骤和原理3、本章难点：摩擦对正应力分布的影响4、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）了解滑移线理论，掌握它在金属塑性成形中的一般应用。1、主要内容：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

12、形中的应用2、本章重点：滑移线理论在金属塑性成形中的应用3、本章难点： 滑移线场和速端图的建立4、本章作业： 教材Page 228 1、3、4、5、8、9、15、16第二十章 塑性成形问题的上限法（4学时）了解上限法原理及其在金属塑性成形中的一般应用。1、主要内容：第一节上限法的原理第二节上限法的应用2、本章重点 上限法的应用3、本章难点： 滑动模式的建立4、本章作业：教材 Page 258 1、2、3、4实验 ：实验一 真实应力应变曲线实验二 最小阻力定律实验三 正应力分布曲线十二、课程考核方式考试和平时考查 考试占80%，平时考查占20%十三、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 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