椭圆形封头母材塑性变形的基本理论

 椭圆形封头母材在外力作用下，能稳定地发生 变形而不破坏其完整性的能力，即为金属的塑性。塑性成形时必须对金属施加外力，此力称为变形力；同时椭圆形封头母材内部则对应产生对抗变形的力，则称为变形抗力，变形抗力的大小反映了金属塑性变形的难易程度。金属塑性除了受材料内在性质的影响，还与变形温度、应变速率。变形的力学状态等有关。 

(1)变形温度。

    对于大多数金属，温度的升高，椭圆形封头母材塑性增加，变形抗力下降：因而在冲压工艺中，不时地采用加热成形的方法，改善材料的塑性性能，增加在一次成形中材料所能达到的变形程度，减轻设备和工装的负担，提高加工件的成形精度。

    (2)应变速率

    单位时间内，应变的变化量称为应变速率。由于椭圆形封头母材发生塑性变形需要一定的时间，因此应变速率太大，塑性变形来不及在塑性体中充分扩散和完成，而是 多地表现为弹性变形，故使变形抗力增大。实际过程中，-应变速率对金属塑性变形及变形抗力的影响相当复杂，既有降低金属塑性的一面，也有使金属塑性增加的一面，温度效应在此间起了很大的作用。

    (3)应力、应变状态

    椭圆形封头母材塑性变形是在力的作用下产生的，宏观上是力与塑性变形的关系，实际上是变形体微观质点应力和应变状态关系的表现。施加不同形式的力，在变形体中 有不同的应力状态和应变状态，从而表现出不同的塑性变形行为。应力状态对金属塑性成形的影响很大，压应力的个数越多，数值越大，椭圆形封头母材表现出的塑性越好；而拉应力的个数越多，数值越大，金属表现出的塑性则越差。在主应变状态中，压应变的成分越多，越有利于材料塑性的发挥。这是因为材料的裂纹与缺陷在拉应变的方向易于暴露和扩散。

    (4)塑性变形体积不变条件

    椭圆形封头母材弹性变形时，物体体积的变化与平均应力成正比关系。实践表明，塑性变形的物体之体积保持不变，塑性变形以前的体积等于其变形后体积。

    (5)屈服准则

    受力物体是否进入塑性变形，是由其内在的物理性能和一定的外部变形条件所决定的。塑形条件是指受力物体内不同应力状态下的质点进入塑性状态，并使塑性变形继续进行所遵循的条件，也称屈服准则。椭圆形封头母材塑性条件用该质点各应力分量之间应满足的关系式来描述。常用的两个塑性变形条件是屈雷斯加( H.Tresca)准则和米塞斯(Von．Mises)准则[34]。

    (6)塑性拉伸变形图

    当作用于椭圆形封头母材的外力足够大时，椭圆形封头母材的变形由弹性转变为塑性变形，在一定的范围内，塑性变形是稳定的，当椭圆形封头母材变形达到某一量后，便开始失去稳定，产生缩颈，继而发生破裂，进入失稳状态。如图2-3所示为单向拉伸试验变形图[34]。