3 .1塑性变形基本定律-新

3.塑性变形的基本定律3.1体积不变定律及应用一、体积不变定律的内容在压力加工过程中，只要金属的密度不发生变化，变形前后金属的体积就不会产生变化。二、体积不变定律的应用（1）确定轧制后轧件的尺寸。设矩形坯料的高、宽、长分别为H、B、L，轧后轧件的高、宽、长分别为h、b、l矩形断面工件加工前后的尺寸根据体积不变条件，则HBLV1hblV2hblHBLhbHBLl例题1：轧50×5角钢，原料为连铸方坯，其尺寸为120×120×3000mm，已知50×5角钢每米理论重3.77kg，密度为7.85t/m3，计算轧后长度为多少?轧后长度L≈90m解：坯料体积V0=120×120×3000=4.32×107mm350×5角钢每米体积为3.77/（7.85×103÷109）=480×103mm3由体积不变定律可得4.32×107=480×103×L（2）根据产品的断面面积和定尺长度，选择合理的坯料尺寸。例题2：某轨梁轧机上轧制50Kg/m重轨，其理论横截面积为6580mm2，孔型设计时选定的钢坯断面尺寸为325×280mm2，要求一根钢坯轧成三根定尺为25m长的重轨，计算合理的钢坯长度应为多少？(加热时的烧损率为2％；轧制后切头、切尾及重轨加工余量共长1.9m；由于钢坯断面的圆角损失的体积为2％）解：考虑各种损失由此可得轧后轧件长度应为（3×25+1.9）×103=76900mm由体积不变定律可得325×280×L（1－2％）（1－2％）=76900×6580L=5673mm故选择钢坯长度为5.7m。（3）在连轧生产中，为了保证每架轧机之间不产生堆钢和拉钢，则必须使单位时间内金属从每架轧机间流过的体积保持相等，即nnvFvFvF2211为各架轧机上轧件的出口速度。nFFF21、为每架轧机上轧件出口的断面积，12nvvv、物体在变形过程中，其质点有向各个方向移动的可能时，则物体内的各质点将沿着阻力最小的方向移动。3.2最小阻力定律及其应用一、最小阻力定律内容叙述1:叙述2：金属塑性变形时，若接触摩擦较大，其质点近似沿最接近法线方向流动，也叫最短法线定律。叙述3：金属塑性变形时，各部分质点均向耗功最小的方向流动，也叫最小功原理。二、最小阻力定律的应用1、判断金属变形后的横断面形状。例：矩形六面体的镦粗塑压矩形断面柱体变化规律2.确定金属流动的方向。轧制生产中的情况（1）利用最小阻力定律分析小辊径轧制的特点。轧辊直径对宽展的影响答：在压下量相同的条件下，对于不同辊径的轧制，其变形区接触弧长度是不相同的，小辊径的接触弧较大辊径小，因此，在延伸方向上产生的摩擦阻力较小，根据最小阻力定律可知，金属质点向延伸方向流动的多，向宽度方向流动的少，故用小辊径轧出的轧件长度较长，而宽展较小。(2)为什么在轧制生产中，延伸总是大于宽展？其次，由于轧辊对轧件有向前的摩擦力，必然产生有利于延伸变形的水平分力，它使纵向摩擦阻力减少，即增大延伸，所以，即使变形区长度与轧件宽度相等时，延伸与宽展的量也并不相等，延伸总是大于宽展。答：首先，在轧制时，变形区长度一般总是小于轧件的宽度，因此沿长度方向摩擦阻力小，根据最小阻力定律得，金属质点沿纵向流动的比沿横向流动的多，使延伸量大于宽展量；3.3弹—塑性变形共存定律一、弹—塑性变形共存定律内容物体在产生塑性变形之前必须先产生弹性变形，在塑性变形阶段也伴随着弹性变形的产生，总变形量为弹性变形和塑性变形之和。二、弹—塑性变形共存定律的应用1.用来选择工具（1）对轧件、轧辊的要求:要求轧件具有最大程度的塑性变形，而轧辊则不允许有任何塑性变形。（2）对轧件、轧辊的选择:选择弹性极限高，弹性模数大的轧辊,选择变形抗力小，塑性好的轧件。2.由于弹塑性共存，轧件的轧后高度总比预先设计的尺寸要大轧件轧制后的真正高度h应等于轧制前事先调整好的辊缝高度h0，轧制时轧辊的弹性变形∆hn，（轧机所有部件的弹性变形在辊缝上所增加的数值）和轧制后轧件的弹性变形∆hM之和，即：0nMhhhh轧辊及轧件的弹性变形图小结1.理解三大定律的内容。2.掌握三大定律的应用。