钣金成形原理与工艺练习题汇总.docx
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钣金成形原理与工艺练习题汇总
例题1、某材料作拉伸试验,如果加载过程中的最大拉力
,试件原始剖面面积
,拉断后试件如图所见示,求材料的实际应力曲线的近似解析式
。
(图)
解:
所以,
例题2、证明:
薄壁管弯曲时,管壁的最大
变薄量为:
证明:
薄壁管弯曲时,变薄现象发生在管壁外区,其应力应变状态如图所示。
管子外壁平均切向应变为:
管子外壁的厚向应变为:
管子周向应变:
由体积不变定律,知:
所以,
得:
所以,
其中:
则:
例题3、用半径为R0的毛坯拉深半径为r0的筒形件,拉深过程中,凸缘边沿处Rt与凹模入口r0处的变形程度哪个大?
证明之。
例题4、用直径D0=95mm的板料拉深一直径为d=50mm的筒形件。
拉深前在毛料表面直径为D`=80mm处作一小圆,小圆直径2r0=2.50mm。
在拉深某一阶段,当板料凸缘直径Dt=85mm时,小圆变为椭圆,测得其长轴为2r1=2.81mm,短轴为2r2=2.12mm。
试求:
1)估算此时毛料边缘三个主应变分量的大小;
2)估算小圆变形后的位置直径D及其切向应变;
3)由测量数据计算小圆的三个主应变分量的大小;
4)假定材料单向拉伸实际应力-应变曲线为:
σ=624ε0.18N/mm2,试求小圆的三个主应力分量。
例题5、如图所示,凸缘周边受附加均匀推力p的拉伸,设圆形毛料直径为D0,忽略材料的硬化效应,试问拉深开始时,欲使凹模口处径向应力为零,p值需多大?
例题6、证明拉深件筒壁的最大厚度约为,
,其中m是零件的拉深系数。
例题7、某液压胀形工序所用毛坯和成形零件如图示。
已知最大变形区毛坯直径为200mm,零件材料为LY12M,厚度为1mm,材料性能如下:
。
假定变形过程中沿零件母线的应变分布均匀,试求:
1)最大变形区材料的主应力、主应变状态图;
2)成形后零件的最大变薄量;
3)成形中的最大切向应力;
4)成形所需的单位液压力。
毛坯 零件
解:
1)
2)最大变薄发生在最大变形区,此处材料厚度方向应变为:
所以,
所以,
3)因为:
所以,
因为:
所以:
所以:
4)成形所需单位液压压力为:
例题8、圆孔翻边时,在毛料孔边画上同心圆和半径线,翻边后测量格子尺寸的变化,得以下数据:
测量点
格子原始切向宽度
翻边后切向宽度
翻边后径向长度
1
5.00
10.50
3.50
2
5.24
10.50
3.57
3
5.48
10.50
3.70
假设翻边过程近似符合简单加载,求:
1)1、2、3点的主应变状态图,并区分ε1、ε2、ε3;
2)1、2、3点的主应力状态图,并注明σ1、σ2、σ3;
3)写出各点的屈服条件;
4)如果翻边材料的实际应力应变曲线为,忽略材料厚向应力,求其余两个主应力的值。
例题9、局部成形(橡皮胀形)变形力计算。
在薄板上利用橡皮压制成如图所示的环状筋。
假定板料的厚度为t,材料的应力-应变曲线为:
,筋的宽度为b,弧长为l。
若忽略材料的厚向异性及筋边缘圆角的影响,试确定筋的应变、应力及成形时所需的单位变形力。
解:
1)求筋的三个主应变
因为筋成形时圆周尺寸没有改变,因此周向应变为零。
所以:
2)等效应变为:
3)等效应力:
4)求三个主应力:
因为:
所以:
5)
例题10、某次蒙皮拉形工艺试验中,在毛料上事先划出10x10mm2的方格,拉形后测得方格尺寸的变化为:
1)钳口附近:
10.78x10.01mm2;
2)蒙皮中部:
10.55x10.02mm2。
已知蒙皮宽度为700mm,厚度为2mm,材料近似应力-应变曲线为:
,纵向拉形。
近似计算蒙皮的最大变薄量和所需拉力P。
例题11、横向拉形,如图示,材料为LY12、厚度为2.0mm的蒙皮,从拉形模上测得
零件包角约为
。
已知LY12在新淬火状态下:
,模具与毛坯间摩擦系数为
,拉形时采用2500x1500mm2的整张板料,试近似估算:
1)零件一次成形的可能性;
2) 机床所需的吨位。
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