冲压金属板材弯曲的应力应变特点分析

材料发生弯曲变形时，纵向纤维内层受到压应力，外层受到拉应力，规定由板材内层的压应力过渡到板材外层的拉应力的过程中，内部切向应力为零的所有位置所形成的面为应力中性层。弯曲板材时形成曲率会导致各纵向纤维层之间产生相互压迫，这时会产生径向的应力，又由于弯曲时外层金属对内层金属的挤压作用，所以此径向应力通常都是压应力。此外，由于板材在横向（即在板材宽度方向上）难以发生变形，所以板材弯曲的过程中间还会产生横向应力。由于板材在横向方向上几乎不发生变形，这就使得板材内层金属无法增宽，从而产生压应力，同时使得板材外层金属无法减宽，从而产生拉应力。由此可以看出，板材弯曲的应力状态是三度空间的，即板材弯曲状态为立体应力状态。
板材发生弯曲后，其变形区域中的内层纤维会有所缩短，外层纤维会有所伸长。在板材纵向纤维从缩短过渡到伸长的过程中，规定其内层与外层中间存在着的那个纤维既不伸长也不缩短的中间层面为应变中性层。板材在变形前后的体积保持不变，根据这一原则容易得知，变形过程中板材外侧的纵向为最大伸长应变（横向压缩为零），因此板材的径向为压缩应变；同理，板材内侧的纵向为最大压缩应变（横向伸长为零），因此板材的径向为伸长应变。由此可以看出，板材弯曲的应变状态是二维平面的，即板材弯曲状态为平面应变状态。
 综上所述，板材弯曲的应力应变特点为：立体应力状态和平面应变状态。