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1、塑性成型力学基础课程代码:1012004总学时：44（讲课38学时，实验6学时）先修课程：高等数学、工程力学、金属学及热处理开课对象：材料成型与控制工程专业一、课程的性质、目的与任务：1、性质：本课程是材料成型与控制工程本科专业学生必修的重要专业课之一，是塑性 成型理论的重要组成部分。2、任务：使学生掌握应力、应变分析；建立求解塑性加工问题的基本方程；进而结合 塑性加工实际问题掌握主要的解析方法：工程法、滑移线法及上、下界法。3、目的：在学生掌握基本知识和规律的同时培养学生抽象思维、计算和分析问题、解 决问题的能力。二、教学基本内容与基本要求：1、变形力学方程1）坐标系及应力分量熟练掌握一点应
2、力状态的描述，了解应力张量的概念，掌握直 角坐标系、柱坐标系下应力分量的描述。2）力平衡方程熟练掌握应力平衡方程的概念，了解直角坐标系和圆柱坐标系下的应 力平衡方程的推导及结果。3）斜面上的应力及应力边界条件掌握任意斜面上的应力分析，掌握斜面上正应力及 切应力的求解。了解应力边界的描述。4）主应力及偏差应力 熟练掌握主应力、主方向、主平面、偏差应力的概念，掌握它 们的计算方法。5）变形和位移的关系 了解应变的类型及表示，掌握应变与位移的有关系，熟悉二维 情况下应变与位移函数之间的关系的推导，掌握三维直角坐标下应变与位移的关系，了解柱 坐标系下的应变与位移的关系。了解应变增量及应变速率张力的概念
3、。6）屈服条件 掌握屈服条件的一般表达式，熟练掌握Mises条件和Tresca条件，并比 较两者的区别。7）应力与变形的关系掌握塑性变形的应力应变关系，熟练掌握增量理论，了解全量 理论。8）等效应力和等效应变熟悉等效应力、等效应变的概念，了解等效应力、等效应变 增量的表达式。9）平面变形问题和轴对称变形问题掌握平面变形、轴对称变形问题的特征，了解二者的平衡方程、几何方程、屈服条件。2、工程法及其应用1）接触应力分布的实验研究了解接触应力分布的有关实验研究，了解接触应力的分 布规律。2）矩形件压缩时的单位压力分布和总压力掌握用平衡方程和屈服条件联合求解单位 压力的方法，掌握工程近似计算方法的基本
4、概念，熟悉工程法求解矩形薄件压缩时的单位压 力和总压力，了解厚件的单位压力的求解过程。3）压缩圆盘时的单位压力分布和总压力掌握工程法计算圆盘压缩时的变形力。3、滑移线场理论及其应用1）滑移线的基本概念和基本假设 了解滑移线场理论的基本假设和滑移线的概念，熟 练掌握a线0线的确定方法及应力分量与（I）角的关系，掌握滑移线的基本特征。2） Hencky应力方程掌握汉基方程的建立过程及汉基应力方程。3）滑移线场的几何性质掌握汉基方程的第一定律，了解第二定律。4）格林速度方程和速端图掌握速度方程推导过程及速端图的概念，了解滑移线的有 关特征O5）滑移线场求解的一般问题掌握滑移线场求解的步骤，掌握应力边
5、界的滑移线场， 了解滑移线场及速端图的绘制。6）平砧压缩厚件问题掌握运用滑移线场理论求解平砧压缩厚件的方法，了解厚件压 缩时的应力状态的求法及其分布。7）在粗糙平砧间压缩薄件问题了解粗糙平砧压缩薄件时滑移线场的特征，掌握载荷 计算方法。4、上下界定理及其应用1）极限理论的基本概念 了解极限理念的提出，了解上下界法的有关概念。2）虚功原理及最大塑性功原理 了解虚功原理的证明，掌握虚功原理的表达式，掌握 最大塑性功原理，了解其证明过程。3）下界定理 了解下界定理的涵义及其证明。4）上界定理掌握上界定理的表述，了解其证明过程。5）上界法求解平面变形问题熟练掌握上界三角形速度场法求解典型平面变形问题的
6、 过程。6）上界法求解轴对称问题掌握上界法求解轴对称问题的方法与过程。三、教学内容与学时分配：课程内容教学 要求重点 （）难点 （）学时 安排备注一、变形力学方程16一点处的应力表示方法A力平衡方程B斜面上的应力分布及应力边界条件B主应力与偏差应力A变形与位移的有关系B屈服条件A应力与变形的关系A等效应力和等效应变C平面变形问题和轴对称变形问题B二、工程法及其应用6接触应力分布的实验研究B矩形件压缩时的单位压力分布和总压力A圆盘压缩时的单位压力分布和总压力C三、滑移线场理论及其应用10滑移线场理论的基本概念和基本假设A汉基应力方程A滑移线场的几何性质B格林速度方程和速端图BA滑移线场求解问题的
7、一般过程C平砧压缩厚件问题B粗糙平砧间压缩薄件问题B四、上下界理念及其应用6（教学要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解）极限理论的基本概念A虚功原理和最大塑性功原理A上界定理B下界定理C上界法解平面变形问题B上界法解轴对称问题C2学时2学时2学时2学时2学时2学时四、建议实验项目与学时分配接触面上的外摩擦对变形及应力分布的影响滑动区和粘着区的测定摩擦对塑性变形时接触表面积的影响 五、教学方法与教学手段采用以多媒体教学为主，学生自学为辅的教学手段，每章配以一定数量的习题，加强理 论联系实际的训练。六、建议教材与参考书目1 .赵志业.金属塑性变形.北京:冶金工业出版社，1999. 72 .赵志业.金属塑性加工力学.北京:冶金工业出版社，1987. 113 .王延溥.轧制理论工艺.北京:冶金工业出版社，1988. 54 .钟春生.金属塑性变形力学计算基础.北京:冶金工业出版社,2000. 5七、大纲编写的依据与说明本是根据材料成型与控制工程专业培养目标与要求、结合本课程的性质、教学的基本任 务和基本要求编写的。突出了金属材料塑性成型的变形力学的基本知识、基本理论及变形力 工程计算方法等重点内容。