塑性成形的力学基础探究

在一定外力作用下，金属由弹性进入塑性状态，内部质点相对位置改变导致整体形状发生变化（变形），同时其力学行为也呈现一定特点。研究金属在塑性状态下的力学行为及变形特点的理论称为塑性理论或塑性力学，它是连续介质力学的一个分支。本章主要阐述了塑性成形相关的力学基础知识，主要包含两部分内容：应力相关理论及应变相关理论。外力作用下的物体，其内部各质点间会产生相应的作用力及相对位置变化，该作用力及位置变化的大小和方向随着质点的不同（空间位置的不同）而变化。因此，为了客观描述物体内部质点的受力与变形状态，引入应力张量与应变张量的概念，并对应力张量、应变张量与塑性成形密切相关的性质及物理量展开讨论。

塑性成形相关力学基础知识均基于如下假设：

（1）连续性假设。变形体由连续介质组成，即整个变形体内不存在任何空隙。这样，应力、应变、位移等物理量都是连续变化的，可表示为坐标的连续函数。

（2）均匀性假设。变形体内各质点的组织、化学成分都是均匀而且是相同的，即各质点的物理性能均相同，且不随坐标的改变而变化。

（3）各向同性假设。变形体内各质点在各方向上的物理性能、力学性能均相同，也不随坐标的改变而变化。(www.xing528.com)

（4）初应力为零假设。物体在受外力之前是处于自然平衡状态，即物体变形时内部所产生的应力仅是由外力引起的。

（5）体积力为零假设。体积力如重力、磁力、惯性力等与面力相比十分微小，可忽略不计。

（6）体积不变假设。物体在塑性变形前后的体积不变。

以后的章节也采用了这些假设。