金屬鈦棒在拉拔力、正壓力和摩擦力的作用下，變形區(qū)的金屬處于兩向壓和一向拉的應(yīng)力狀態(tài)。由于被拉金屬是實(shí)心圓棒，應(yīng)力呈軸對稱應(yīng)力狀態(tài)，即變形區(qū)中金屬的變形狀態(tài)為兩向壓縮和一向延伸。在拉拔時，變形區(qū)金屬所受的外力有拉拔力P、模壁給予金屬的正壓力N和摩擦力。
鈦管材拉拔時的應(yīng)力分布規(guī)律有：
(1)應(yīng)力沿徑向和周向的分布規(guī)律。徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力由表面向中心逐漸減小。而軸向應(yīng)力的分布情況則相反，中心處的軸向應(yīng)力大，表面的軸向應(yīng)力小,可做如下解釋:在變形區(qū),金屬的每個環(huán)形的外表層上作用著徑向應(yīng)力，而徑向應(yīng)力總是力圖減小其外表面。距中心愈遠(yuǎn)，表面積愈大，所需的力就愈大。軸向應(yīng)力在橫斷面上的分布規(guī)律可由前述的塑性方程式得到解釋。拉拔鈦管材與拉拔棒材的主要區(qū)別是前者已失去軸對稱變形的條件，這使它的應(yīng)力與變形狀態(tài)同拉拔實(shí)心圓棒不同。空拉時，管內(nèi)雖然未放置芯頭，但其壁厚在變形區(qū)內(nèi)實(shí)際上常常是變化的。由于不同因素的影響，管子的壁厚最終可以變薄、變厚或保持不變。了解空拉時管子壁厚的變化規(guī)律對正確制定拉拔工藝規(guī)程及選擇管坯尺寸是非常必要的。
(2)應(yīng)力沿軸向的分布規(guī)律。軸向應(yīng)力由變形區(qū)入口端向出口端逐漸增大，即周向應(yīng)力和徑向應(yīng)力則從變形區(qū)入口端向出口端逐漸減小，軸向應(yīng)力的分布規(guī)律可以做以下解釋。在穩(wěn)定拉拔過程中，變形區(qū)內(nèi)的任一斷面在向出口端移動時面積逐漸減小，而此斷面與變形區(qū)人口端球面間的變形體積不斷增大。為了實(shí)現(xiàn)塑性變形，通過此斷面作用于變形體的軸向應(yīng)力也必須逐漸增大。當(dāng)整個變形區(qū)內(nèi)變形程度不大時,金屬變形抗力可以認(rèn)為是常數(shù)，因此，隨著軸向應(yīng)力向出口端增大，徑向應(yīng)力和周向應(yīng)力必然逐漸減小。在實(shí)際生產(chǎn)中，觀察模子的磨損情況可以發(fā)現(xiàn)，模子的入口處一般磨損比較快，常常過早地出現(xiàn)溝槽，這也證明入口處的徑向應(yīng)力值較大。
