如何建立塑性成形中的摩擦模型？

理论分析和实验研究表明，塑性成形中的摩擦力一般由黏附-撕离力、犁沟力、平面摩擦力和润滑阻力等四部分组成。由于接触状态的复杂性，要准确计算这四种力非常困难，在实际应用中也不方便。因此，根据塑性成形的摩擦特点，需要建立简化实用的摩擦模型来计算摩擦力，分析摩擦对塑性成形过程的影响。

1.摩擦因数μ

在塑性变形中工具与工件的接触表面上，如果任意点上的切应力τ正比于正应力σ时，称此比例系数为摩擦因数μ，即μ=τ/σ。如果接触部位的摩擦条件发生恶化，在接触表面上将产生粘着现象（如镦粗变形），在粘着区域内的τ/σ值，严格地说就不再是摩擦因数了，一般称之为名义摩擦因数。

在塑性成形中一般将摩擦因数理解为接触面上的平均摩擦因数。平均摩擦因数为单位平均摩擦切应力τ_m与单位平均正压力p_m之比，即：

在塑性成形中，随着金属流动的方向不同，摩擦因数是有方向性的。例如，在轧制时，就有纵向摩擦因数和横向摩擦因数之分。这时，一般以最大相对滑动方向的摩擦因数为变形条件下的摩擦因数。为了确定摩擦因数，必须知道在变形区内平均摩擦力与正压力的分布和影响因素。但实际上是难以实现的，尤其在生产条件下就更难以确定。

2.摩擦因子m(www.xing528.com)

在塑性成形中，有时用一个系数m乘以剪切流动应力τ_s来度量摩擦切应力，即：

τ=mτ_s （1-6-2）

上式中的系数m称为摩擦因子，它反映摩擦切应力相对于剪切流动应力的大小。通常m≤1，m=1时相当于粘着时的摩擦因子。如果将这种条件也写成与库仑摩擦条件相似的形式，即为：

τ=μ′S （1-6-3）

上式中的系数μ′被称作为相当摩擦因数。按Mises屈服准则，则有，按Tresca屈服准则，则有m=2μ′。应该指出，μ′只是m的一种换算值，它与库仑摩擦因数μ在概念和数值上均不相同。