spContent=力学现象,是大自然给与我们人类的奇妙现象,贯穿于我们生活的始终,金属材料的变形过程中当然也不例外的充满了奇趣的力学现象和力学规律,请与我们一道进入“材料成形力学”这个奇妙而又变幻莫测的世界,一起去领略来自变形过程中的力学之美吧!
力学现象,是大自然给与我们人类的奇妙现象,贯穿于我们生活的始终,金属材料的变形过程中当然也不例外的充满了奇趣的力学现象和力学规律,请与我们一道进入“材料成形力学”这个奇妙而又变幻莫测的世界,一起去领略来自变形过程中的力学之美吧!
—— 课程团队
课程概述
课程概述
《材料成形力学》是材料成形与控制工程专业本科学生的必修课,也是材料成形诸多工艺课程-铸、轧、挤、拔、锻等的先行专业基础理论课,对本课程的掌握程度直接影响学生对后续各工艺课的理解与教学质量,其基本任务在于为今后后续专业课的学习打下坚实的理论基础与解析能力。
本课程是用塑性力学与材料力学基础来求解材料成形问题。在对成形工件进行应力和应变分析的基础上建立求解成形问题的变形力学方程和解析方法,从而确定成形相关的力能参数和工艺变形参数以及影响这些参数的主要因素及缺陷的控制方法。用这些解析结果指导生产,能提高生产效率,开发新的生产技术,解决各种生产实际问题
本课程包括应力应变分析、变形力学方程、工程法、滑移线法及上界法等基本教学内容。 要求学生通过课堂讨论,动手实际操作,与计算机编程,掌握对工件进行应力应变分析的基本方 法并以此建立塑性加工成形问题的变形力学方程和选择合理解析方法,达到求解成形力能参数及 工艺变形参数的目的。
授课目标
要求学生通过课堂讨论,动手实际操作,与计算机编程,掌握对工件进行应力应变分析的基本方法并以此建立塑性加工成形问题的变形力学方程和选择合理解析方法,达到求解成形力能参数及工艺变形参数的目的。
课程大纲
第一章,应力应变
课时目标:本课程的基本概念,掌握应力应变的基本含义,为后续章节的学习打下基础
第1讲 绪论
第2讲 外力与应力
第3讲 应力状态两种描述方法
第4讲 宏观变形表示法
第5讲 一点应力状态分析
第6讲 应力坐标变换
第7讲 主应力状态
第1周 讨论题
第1周作业
第二章 变形力学方程
课时目标:掌握材料成型的基本理论,为后续章节的学习打下基础
第1讲 密塞斯屈服准则的简化形式
第2讲 密塞斯屈服准则的几何解释
第3讲 密塞斯屈服准则的实验验证
第4讲 应力-应变关系方程
第5讲 等效应力
第6讲 等效应变
第7讲 等效应力与等效应变关系
第8讲 单向拉伸与单向压缩的等效应力与等效应变关系
第9讲 平面变形的等效应力与等效应变关系
第10讲 薄壁管纯扭转的等效应力与等效应变关系
第11讲 平面变形问题的变形力学方程
第12讲 轴对称变形问题的变形力学方程
第三章 工程法
课时目标:学习掌握材料成形的初等解法,解决工程实践的基本问题
第1讲 工程法概念及5大简化条件
第2讲 圆柱体镦粗接触表面压应力分布方程
第3讲 混合摩擦分布区接触表面压应力分布方程
第4讲 挤压工艺及其挤压的四个阶段
第5讲 棒材单孔挤压时的挤压力公式
第6讲 拉拔工艺过程及应力应变特点
第7讲 拉拔力公式推导与拉拔力计算
第8讲 管材空拉拉拔力公式与拉拔力计算
第9讲 管材固定芯头拉拔力公式与拉拔力计算
第10讲 矩形件压缩单位压力分布方程及变形力
第11讲 矩形厚件压缩工艺特点
第12讲 平辊轧制力的影响因素
第13讲 斯通公式
第14讲 卡尔曼方程
第15讲 采利柯夫公式
第4章 滑移线场理论
课时目标:学习掌握材料成形的滑移线解法,拓宽解决工程实践问题能力
第1讲 滑移线基本概念
第2讲 基本应力方程
第3讲 汉基应力方程
第4讲 汉基第一定理
第5讲 盖林格尔速度方程
第6讲 盖林格尔速端图与速度不连续
第7讲 自由表面边界条件
第8讲 无摩擦表面边界条件
第9讲 完全粗糙表面边界条件
第10讲 滑移线场绘制
第11讲 接触面表面光滑情况下的单位压力公式
第12讲 接触面表面粗糙情况下的单位压力公式
第5章 上界理论与应用
课时目标:学习掌握材料成形的上界法解法,拓宽解决工程实践问题能力,掌握解决复杂工程实践问题的能力
第1讲 求和约定表示法
第2讲 成形力学中的求和约定表示
第3讲 上界法的基本概念
第4讲 虚功原理
第5讲 存在不连续时的虚功原理及虚功原理的一般式
第6讲 最大塑性功原理
第7讲 上界定理
第8讲 光滑平冲头压缩半无限体的上界法求解
第9讲 平面变形矩形件压缩(不考虑侧面鼓形)的上界法求解
第10讲 平面变形矩形件压缩(考虑侧面鼓形)的上界法求解
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
王平主编.金属塑性成形力学.北京:冶金工业出版社.2018年(第二版)
赵志业主编.金属塑性加工力学.北京:冶金工业出版社,1987年
Thomsen.E.G.,et al.Mechanics of Plastic Deformation in Metal Processing,Macmillan,1965
常见问题
一、1、2章—材料成形力学基本概念、基本理论;3、4、5章 —分别介绍三种解析方法,即工程法、滑移线法和上界法;
二、本门课程学时长,内容多,可分上下两部分来学习;
三、学习过程中一定要多做习题,不断将基本概念、基本规律和基本理论知识与实际问题结合,只有能够解决问题,才能达到正确理解基本概念,才能掌握课程的基本内容。