金属塑性成形原理习题.doc

装 订 线一、填空题（括号内为参考答案）1、板料冲压成形的主要工序有_、_、_、_等。2、衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有_和_。3、金属单晶体变形的两种主要方式有_和孪晶。4、金属热塑性变形机理主要有：_ 、_ 、_ 和_等。5、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有_、_、_、_、各向同性假设、_。6、金属塑性成形方法主要有拉拔、_、_、_、_等。7、金属的超塑性可分为 _ 超塑性和 _ 超塑性两大类。 8、金属单晶体变形的两种主要方式有： _ 和 _ 。9、影响金属塑性的主要因素有： _ ， _ ， _ ， _ ， _ 。 10、平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力 z =_11、主应力法的实质是将_ _和_ _联立求解。二、判断题1、促使材料发生塑性变形的外力卸除后，材料发生的塑性变形和弹性变形都将保留下来，成为永久变形。 ( )2、为了消除加工硬化、减小变形抗力，拉拔成形时应该将坯料加热到再结晶温度以上。金属材料在塑性变形时，变形前与变形后的体积发生变化。 ( )3、弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比0.5。 ( )4、理想塑性材料在发生塑性变形时不产生硬化，这种材料在中性载荷时不可产生塑性变形。 ( )5、由于主应力图有九种类型，所以主应变图也有九种类型。 ( )6、八面体平面的方向余弦为l=m=n=1/。 ( )7、各向同性假设是指变形体内各质点的组织、化学成分都是均匀而且相同的，即各质点的物理性能均相同，且不随坐标的改变而变化。 ( )8、金属材料在塑性变形时，变形前与变形后的体积发生变化。 ( )9、金属材料在完全热变形条件下无法实现拉拔加工。 ( )10、塑性变形时，应力偏张量使物体产生体积的变化，泊松比0.5。 ( )11、理想刚塑性材料在指在研究塑性变形时，不考虑弹性变形，也不考虑变形过程中产生加工硬化的材料。 ( )12、由于主应变图有三种类型，所以主应力图也应只有三种类型。 ( )13、对数应变和相对应变都是对变形体变形量大小的度量，塑性大变形时，没什么区别。 ( )14、各向同性假设是指变形体内各质点在各方向上的物理性能、力学性能均相同，且不随坐标的改变而变化。 ( )三、简答题1、挤压成形为什么会提高金属材料的塑性？2、塑性变形时应力应变关系的特点是什么？3、增量理论是建立在四个假设基础上的，请指出这四个假设。 4、应力应变中间关系可决定变形类型，请从与的大小关系说明其对应变类型的影响。5、请指出应力偏张量之三个不变量、的意义。6、拉深变形时，为何需要设置压边圈？7、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有哪些？8、请写出平面应变状态下的应力平衡微分方程表达式。9、等效应力有什么特点？10、请简述弹性变形时应力-应变关系的特点。11、什么是金属塑性变形的加工硬化规律？板料多次拉深时，为什么第二次拉深的极限拉深系数比第一次大？ 12、塑性成形加工方法有什么特点？ 13、应变张量，请写出其八面体线应变与八面体切应变的表达式。14、请写出应变张量第一不变量的表达式，在塑性变形时，值是多少？（各分量如第13小题所示）15、在自由锻、模锻、板料冲裁、弯曲、拉深、挤压、拉拔、轧制等塑性成形方法中任意选择三种，描述其定义。16、请将以下应变张量分解为应变球张量和应变偏张量。17、请写出对数应变与相对线应变的表达式。18、举出至少5种你熟悉的金属塑性成形加工方法。19、 金属塑性成形遵循哪四个基本规律？简述其内容。20、什么是塑性变形的最小阻力定律？为什么闭式拔长模膛可以提高拔长效率？ 21、板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些（回答三个即可）？三、计算题1、已知金属变形体内一点的应力张量为Mpa，其MPa，求：（1）画出该点的应力单元体。（2）求出该点的应力张量不变量、主应力。（3）求出该点的应力偏张量及应力球张量。（4）分别用屈雷斯加屈服准则和密塞斯屈服准则判断此应力状态是否达到屈服？答：（1）该点的应力单元体如下：各应力大小均为20MPa，方向由图箭头所示。（2） 应力张量不变量如下 (MPa) 故得应力状态方程为 解之得该应力状态的三个主应力为 ，（ Mpa ） （3）应力偏张量为,应力球张量为 （4）用屈雷斯加准则判断是否屈服：， 达到屈服，该点处于塑性状态。用密席斯屈服准则：，未达到屈服，该点处于弹性状态。2、设某物体内的应力场为 ， ，试求系数c1，c2，c3。答：从应力场可知其为平面应力状态，应满足平面应力状态的应力平衡微分方程：，则有，即，此方程在任何情况下均应成立，则可得方程组，解方程组可得 3、将直径为50mm、高120mm的圆棒锻到60mm高，其锻造比是多少？能将直径为50mm、高180mm的圆钢镦粗到60mm高吗？为什么？解：120/602.0； 不能，因为坯料的高、径比D/H180/503.6，远大于2.5，镦粗过程中易产生“双鼓形”，出现细腰、夹层等现象。4、一根碳素钢方形自由锻件，边长100mm，长度1000mm，采用方形坯料经拔长方法生产，锻造比为4.0。试确定方形坯料的尺寸（边长和长度，不考虑料头及氧化损耗）。解： 拔长锻造比坯料截面积/锻件截面积 坯料截面积拔长锻造比锻件截面积4100100坯料边长200mm；坯料长度1001001000/(200200)250mm。5、已知金属变形体内一点的应力张量为Mpa，求：（1）画出该点的应力单元体。（2）求出应力张量不变量和主应力； （3）求出应力偏张量和应力球张量；（4）求出主方向。答：（1）该点的应力单元体如下：各应力大小如图所示，单位为MPa，方向由图箭头所示。（2） 应力张量不变量如下 (MPa) 故得应力状态方程为 解之得该应力状态的三个主应力为 ，（ Mpa ） （3）应力偏张量为,应力球张量为 （4）设主方向为 ，则主应力与主方向满足如下方程 对于，解之则得 对于，解之则得 对于，解之则得 6、金属变形体中某点的应力状态如下，试分别用屈雷斯加屈服准则和密塞斯屈服准则判断该点是处于弹性状态还是塑性状态。答：用屈雷斯加屈服准则：，达到屈服，该点处于塑性状态。用密席斯屈服准则：，达到屈服，该点处于塑性状态。7、如下图所示为平面应变镦粗型金属流动，摩擦力，请导出表达式。解：对图中基元板块（设长为l）列平衡方程式： 因为式中的应力代表其绝对值，若简化的屈服方程仍按代数值列出，则不能进行联解。现既然为镦粗变形，凭直观即可判断y的绝对值必大于x的绝对值，故按绝对值列出的简化屈服方程应为 ；则