金属塑性成型原理考试题

一、填空题

1.衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面

收缩率。

3.金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内季生、晶界滑

修和扩散蠕变等。

4.请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量

弓="，。

5.对应变张量I、I请写出其八面体线变片与八面体

切应变施的表达式。

知+弓+4)

上黑力一骁+肉-1)'+值-骁+6匕+用

6.1864年法国工程师屈雷斯加(H.Tresca)根据库伦在土力学中研

究成果，并从他自己所做的金属挤压试验，提出材料的屈服与最大切

应力有关，如果采用数学的方式，屈雷斯加屈服条件可表述为

7.金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多，归结起来主要

有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位

压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。

8.变形体处于塑性平面应变状态时一，在塑性流动平面上滑移线上任

一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。对于理想刚塑性材料处

于平面应变状态下，塑性区内各点的应力状态不同其实质只是壬均

应力，不同，而各点处的最大切应力三为材料常数。

9.在众多的静可容应力场和动可容速度场中，必然有一个应力场和

与之对应的速度场，它们满足全部的静可容和动可容条件，此唯一的

应力场和速度场，称之为真实应力场和真实速度场,由此导出的

载荷，即为其实载荷，它是唯一的。

10.设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来

表示：

则单元内任一点外的应变可表示为1%=

■,

11、金属塑性成形有如下特点：、、、

12、按照成形的特点，一般将塑性成形分为和两大

类，按照成形时工件的温度还可以分为、和三类。

13、金属的超塑性分为和两大类。

16、常用的摩擦条件及其数学表达式o

17、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有、、—、

体积力为零、初应力为零、o

19.塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其

完整性的能力O

20.金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和李生。

21.影响金属塑性的主要因素有：化学成分、组织、变形温度、

变形速度、应力状态o

22.等效应力表达式：_

24.平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力。z=o

25.塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩

、流体摩擦。

26.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加。

27.就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提

Wo

28.钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑

处理。

29.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的

少量活性物质的总称叫添加剂。

30.材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过100%的现

象叫超塑性。

31.韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实

际的。

32.硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。

33.塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。

34.应力状态中的压应力,能充分发挥材料的塑性。

35.平面应变时，其平均正应力。m等于中间主应力6。

36.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。

37.材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为&=01，第

二次的真实应变为0.25,则总的真实应变£=0.35。

38.塑件指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。

39.弹性变形机理原子间距的变化;塑性变形机理位错运动为主。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上

1.塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工

件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

A、大于；B、等于；C、小于;

2.塑件变形时不产生硬化的材料叫做A。

A、理想塑性材料；B、理想弹性材料；C、硬化材料；

3.用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方

法称为B0

A、解析法；B、主应力法；C、滑移线法；

4.韧性金属材料屈服时，A准则较符合实际的。

A、密席斯;B、屈雷斯加;C密席斯与屈雷斯加;

6.硫元素的存在使得碳钢易于产生A。

A、热脆性；B、冷脆性；C、兰脆性；

7.应力状态中的_L应力，能充分发挥材料的塑性。

A、拉应力；B、压应力；C、拉应力与压应力;

8.平面应变时，其平均正应力6mB中间主应力

A、大于；B、等于；C、小于；

9.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性B。

A、提高；B、降低；C、没有变化；

三、判断题

1.按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数|1=0,5o

（x）

2.塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面

的粗糙度对摩擦系数的影响。（x）

3.静水压力的增加，对提高材料的塑性没有影响。（x）

4.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料。（x）

5.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。（4）

6.塑性是材料所具有的一种本质属性。（V）

7.塑性就是柔软性。（x）

8.合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。（x）

9.合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。

X)

10.结构超塑性的力学特性为S=G*对于超塑性金属m=0.02-0.2。

(x)

11.影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。

(4)

12.屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。

(X)

13.变形速度对摩擦系数没有影响。

(x)

14.静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。

(4)

15.碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。

(x)

16.如果已知位移分量，则按儿何方程求得的应变分量自然满足协调

方程；若是按其它方法求得的应变分量，也自然满足协调方程，则不

必校验其是否满足连续性条件。(x)

17.在塑料变形时金属材料塑性好，变形抗力就低，例如：不锈钢

(x)

填空题(每空1分，共20分)

4、随着金属塑性变形程度增加，金属的强度、硬度提高，塑性、

韧性()。这种现象叫加工硬化。滑移系多的金属，加工硬化

速率越大，一般细晶粒金属比粗晶粒金属的加工硬化速率高。在进行

多道次塑性加工（如多道挤压）时，通常需要用中间退火工序来消除

加工硬化。

5、热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内李生、（）

和扩散蠕变。

6、应变速率增加无足够的时间进行回复和再结晶，从而使金属

的塑性降低。但是增加应变速率使（）增大，从而使金属的

温度升高。

7、静水应力越大，金属的塑性越高。一般认为压缩应变有利于

塑性的发挥，而拉伸应变则对塑性不利。在三种主应变状态中

（）应变状态塑性最好。

9、屈雷斯加（Tresca）屈服准则是指当受力物体中的最大剪应力

达到某一定值时物体发生屈服。而米塞斯（Mises）屈服准则的物理

意义则是当（）达到某一常数时，材料就屈服。

10、屈雷斯加（Tresca）屈服准则在应力主空间是以等倾线为轴

线的正六棱柱面，在兀平面上是正六边形。而米塞斯（Mises）屈服

准则在应力主空间是（），在兀平面上是一个圆。平

面应力的米塞斯（Mises）屈服轨迹在应力主空间为椭圆。

11、对于加工硬化材料，某时刻其屈服轨迹为/（%）=丫，当

4=普（1%>0时为（），当4=普（1%<0时为卸载。

啊啊

12、弹性状态下，应变与应力呈线性关系，故应变主轴始终与应

力主轴（)o

13、塑性变形的增量理论有：歹I」维-米塞斯（Levy-Mises）理论，

普朗特-路埃斯（Prandtl-Reuss）理论和圣维南流动方程。其中描述应

变速率与应力偏张量关系的是圣维南流动方程。而描述总应变增量与

应力张量关系的是（

）o

14、按应力应变顺序对应关系，当主应力5>%>4时则

>e2>£3,按中间关系，当内？5；4时,则J（）Oo

填空题

1.冷塑性变形的主要机理：|滑移和挛生

2.金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性.

3.随着变形程度的增加，金属的强度硬度增加，而塑性韧性降低，这

种现象称为:加工硬化

4.塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其

完整性的能力

5.塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，通过拉伸试

验可以的两个塑性指标为:伸长率和断面收缩率

6.影响金属塑性的因素主要有:化学成分和组织变形温度应变速

率应力状态（变形力学条件）

7.晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小，金属的塑性越好

8.应力状态对于塑性的影响可描述为（静水压力越大）主应力状态下

压应力个数越多数值越大时，金属的塑性越好

9.平面变形时，没有变形方向（设为z向）的正应力

为:q=0二兴必+/)=5“

10.纯切应力状态下.两个主应力数值上相等，符号相反

11.屈雷斯加屈服准则和米塞斯屈服准则的统一表达式为:土土空

表达式中的系数夕的取值范围为：£=1L155

12.塑性变形时,当主应力顺序5>6>6不变，且应变主轴方向不变时,

则主应变的顺序为田>£2>J

13.摩擦机理有：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论

一、填空题

2.塑性是指:在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完

整性的能力o

3.金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和李生。

4.等效应力表达式：

+(q+6(M+j+u)

8.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。

9.就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提

Wo

10.钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑

处理。

11.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的

少量活性物质的总称叫添加剂。

12.材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过100%的现

象叫超塑性。

13.韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实

际的。

14.硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。

15.塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。

16.应力状态中的压应力,能充分发挥材料的塑性。

17.平面应变时，其平均正应力Om等于中间主应力

18.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。

19.材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为&=0.1,第

二次的真实应变为0.25,则总的真实应变£=0.35。

20.塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。

21.弹性变形机理原子间距的变化:塑性变形机理位错运动为主。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上

1.塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工

件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

A、大于；B、等于；C、

小于；

2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做A。

A、理想塑性材料；B、理想弹性材料；C、硬化材

料；

3.用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方

法称为Bo

A、解析法;B、主应力法;C、滑移线

法；

4.韧性金属材料屈服时，A准则较符合实际的。

A、密席斯；B、屈雷斯加；C密席斯与屈雷斯

加；

5.由于屈服原则的限制，物体在塑性变形时，总是要导致最大的小

散逸，这叫最大散逸功原理。

A、能量；B、力；C、应变；

6.硫元素的存在使得碳钢易于产生A。

A、热脆性；B、冷脆性；C、兰脆

性；

7.应力状态中的_L应力，能充分发挥材料的塑性。

A、拉应力；B、压应力；C、拉应力

与压应力；

8.平面应变时，其平均正应力。mB中间主应力°2。

A、大于；B、等于；C、小于；

9.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性B。

A、提高；B、降低；C、没有变

化；

10.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为_

Ao

A、纤维组织；B、变形织构；C、

流线；

一、填空题：(每题3分，共计30分)

1.衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有和—

2.所谓金属的再结晶是指的过程。

3.金属热塑性变形机理主要有：、、和

等。

4.请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量

5.对应变张量%%」，请写出其八面体线变片与八面体

切应变施的表达式。

6.1864年法国工程师屈雷斯加(H.Tresca)根据库伦在土力学中

研究成果，并从他自已所做的金属挤压试验，提出材料的屈服与最大

切应力有关，如果采用数学的方式，屈雷斯加屈服条件可表述为。

7.金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多，归结起来主要

有、、、、等儿方面的因素。

二.填空题（每空1分，共20分）

3、金属的晶粒越细，屈服强度越（），金属的晶粒越细小,

金属的塑性越好。

4、随着金属塑性变形程度增加，金属的强度、硬度提高，塑性、

韧性（）。这种现象叫加工硬化。

5、热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内李生、（）

和扩散蠕变。

6、应变速率增加无足够的时间进行回复和再结晶，从而使金属

的塑性降低。但是增加应变速率使（）增大，从而使金属的

温度升高。

7、静水应力越大，金属的塑性越高。一般认为压缩应变有利于

塑性的发挥，而拉伸应变则对塑性不利。在三种主应变状态中

（）应变状态塑性最好。

12、弹性状态下，应变与应力呈线性关系，故应变主轴始终与应

力主轴（）□

14、按应力应变顺序对应关系，当主应力历>%>0时则

>E2>E3,按中间关系，当时,则J（）0o

1应力

1.对于直角坐标系Oxyz内，已知受力物体内一点的应力张量为

100-10

牛=0-100

1-1。°应力单位为Mpa,求出该点的应力张量不变

量、主应力及主方向、最大切应力、八面体应力、应力偏张量及应

力球张量。

■10100'

2.已知%=102010(MPa),试求主应力、主切应力及主切应力

01010

面上的正应力

10015

3.已知变形体某点的应力状态为：%=020-15,

15-150

(1)将它分解为应力球张量和应力偏张量

(2)求出主应力0、%、%之值各为多少。

01720*

17200

4.已知金属变形体内一点的应力张量为1°°】g」Mpa,求：

(1)计算方向余弦为/=1/2,加=1/2,n=展，2的斜截面上的正应

力大小。

(2)应力偏张量和应力球张量；

(3)主应力和最大剪应力;

5.已知题图示变形体内某质点应力单元体，设每个箭头代表的应力

分量矢量大小为5MPa,方向如图示，试按下述要求求解：

1）写出应力张量式（注意应力的符号）;

2）用应力特征方程求出该点的：主应力

°1、02、°3。

7、

m=%

3)求主坐标系下方向余弦为斜截面上的全应力分量S1

S2、S3，全应力S,正应力。和剪应力T0

4）若设此变形体材料的屈服应力。s为14MPa,试分别用H.Tresca

和Von.Mises准则判断此应力状态下材料处于弹性还是塑性状态。（已

知77=2.6）

2主应力法

1.一圆柱体，侧面作用有均布压应力生，试用主应力法求徼粗力P

和单位流动压力「设'=等

求高为h、直径为d的圆柱体平砧间自由徼粗时接触面上的压应力u

和单位变形力p,设r=〃?K

2.试用主应力法法推导粗糙砧面压缩矩形块(Z向不变形)的变形

力P表达式，这里接触摩擦

£=心=k=某=1勺

‘X拶括12，

长度/远大

于从b,假定表面摩擦力为常数,

(1)试用主应力法推导模板接触表面上的正应力分布;

(2)求模板接触表面的压力F。

徽粗

方向

T

Ox

X

O

P

-

金属流动方向X

O

4.下图示平砧上徽粗长矩形截面的钢坯，其宽度为小高度为〃，长

度/远大于心若接触面上摩擦条件符合库仑摩擦定律*”

1)试用主应力法推导平砧表面压应力;

2)计算所需变形力P的表达式。

Ox

x

o

p

-

金属流动方向x

o

3屈服或增量

1.推导应