金屬塑性成形原理復(fù)習(xí)題1

1、-作者xxxx-日期xxxx金屬塑性成形原理復(fù)習(xí)題1【精品文檔】一、填空題1. 衡量金屬或合金的塑性變形能力的數(shù)量指標(biāo)有 伸長率 和 斷面收縮率 。 2影響金屬塑性的主要因素有： 化學(xué)成分、組織 、 變形溫度 、 變形速度 、 應(yīng)力狀態(tài) 。 3. 請將以下應(yīng)力張量分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量 4. 對應(yīng)變張量 ，請寫出其八面體線變 與八面體切應(yīng)變 的表達(dá)式。 ； 。5.1864 年法國工程師屈雷斯加（ H.Tresca ）根據(jù)庫倫在土力學(xué)中研究成果，并從他自已所做的金屬擠壓試驗(yàn)，提出材料的屈服與最大切應(yīng)力有關(guān)，如果采用數(shù)學(xué)的方式，屈雷斯加屈服條件可表述為 。 6. 金屬塑性成形過程中影響摩擦系

2、數(shù)的因素有很多，歸結(jié)起來主要有 金屬的種類和化學(xué)成分 、 工具的表面狀態(tài) 、 接觸面上的單位壓力 、 變形溫度 、 變形速度 等幾方面的因素。7. 塑性是指： 在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力 。 8. 等效應(yīng)力表達(dá)式： 。 9.一點(diǎn)的代數(shù)值最大的 _ 主應(yīng)力 _ 的指向稱為 第一主方向 ， 由 第一主方向順時(shí)針轉(zhuǎn) 所得滑移線即為 線。 10. 平面變形問題中與變形平面垂直方向的應(yīng)力 z = 。11塑性成形中的三種摩擦狀態(tài)分別是： 干摩擦 、邊界摩擦、流體摩擦。12鋼冷擠壓前，需要對坯料表面進(jìn)行磷化皂化潤滑處理。13材料在一定的條件下，其拉伸變形的延伸率超過 的現(xiàn)象叫超

3、塑性。14韌性金屬材料屈服時(shí)，密席斯（Mises）準(zhǔn)則較符合實(shí)際的。15塑性變形時(shí)不產(chǎn)生硬化的材料叫做理想塑性材料。16. 變形體處于塑性平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，在塑性流動平面上滑移線上任一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的最大切應(yīng)力方向。對于理想剛塑性材料處于平面應(yīng)變狀態(tài)下，塑性區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)不同其實(shí)質(zhì)只是 平均應(yīng)力 不同，而各點(diǎn)處的 最大切應(yīng)力 為材料常數(shù)。17平面應(yīng)變時(shí)，其平均正應(yīng)力s等于中間主應(yīng)力s。18鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性 降低 。 19材料經(jīng)過連續(xù)兩次拉伸變形，第一次的真實(shí)應(yīng)變?yōu)閑.1，第二次的真實(shí)應(yīng)變?yōu)閑.25，則總的真實(shí)應(yīng)變e0.35。20塑性指標(biāo)的常用測量方法 拉伸試驗(yàn)法

4、與壓縮試驗(yàn)法 。二、簡答題1試簡述提高金屬塑性的主要途徑。 答：可通過以下幾個(gè)途徑來提高金屬塑性： (1) 提高材料的成分和組織的均勻性； (2) 合理選擇變形溫度和變形速度； (3) 選擇三向受壓較強(qiáng)的變形方式； (4) 減少變形的不均勻性。 2請簡述應(yīng)變速率對金屬塑性的影響機(jī)理。 答：應(yīng)變速度通過以下幾種方式對塑性發(fā)生影響： (1) 增加應(yīng)變速率會使金屬的真實(shí)應(yīng)力升高，這是由于塑性變形的過程比較復(fù)雜，需要有一定的時(shí)間來進(jìn)行。 (2) 增加應(yīng)變速率，由于沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行回復(fù)或再結(jié)晶，因而軟化過程不充分而使金屬的塑性降低。 (3) 增加應(yīng)變速率，會使溫度效應(yīng)增大和金屬的溫度升高，這有利于金屬

5、塑性的提高。 綜上所述，應(yīng)變速率的增加，既有使金屬塑性降低的一面，又有使金屬塑性增加的一面，這兩方面因素綜合作用的結(jié)果，最終決定了金屬塑性的變化。 3請簡述彈性變形時(shí)應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)。 答：彈性變形時(shí)應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系有如下特點(diǎn)： (1) 應(yīng)力與應(yīng)變完全成線性關(guān)系，即應(yīng)力主軸與全量應(yīng)變主軸重合。 (2) 彈性變形是可逆的，與應(yīng)變歷史（加載過程）無關(guān)，即某瞬時(shí)的物體形狀、尺寸只與該瞬時(shí)的外載有關(guān)，而與瞬時(shí)之前各瞬間的載荷情況無關(guān)。 (3) 彈性變形時(shí)，應(yīng)力球張量使物體產(chǎn)生體積的變化，泊松比 。 4. 純剪切應(yīng)力狀態(tài)有何特點(diǎn)？答：純剪切應(yīng)力狀態(tài)下物體只發(fā)生形狀變化而不發(fā)生體積變化

6、。純剪應(yīng)力狀態(tài)下單元體應(yīng)力偏量的主方向與單元體應(yīng)力張量的主方向一致，平均應(yīng)力 。 其第一應(yīng)力不變量也為零。5. 塑性變形時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)？答：在塑性變形時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系有如下特點(diǎn)： (1) 應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，因此，全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸不一定重合。 (2) 塑性變形時(shí)，可以認(rèn)為體積不變，即應(yīng)變球張量為零，泊松比 。(3) 對于應(yīng)變硬化材料，卸載后再重新加載時(shí)的屈服應(yīng)力就是報(bào)載時(shí)的屈服應(yīng)力，比初始屈服應(yīng)力要高。 (4) 塑性變形是不可逆的，與應(yīng)變歷史有關(guān)，即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不再保持單值關(guān)系。 6. Levy-Mises 理論的基本假設(shè)是什么？ 答： Levy-Mises 理

7、論是建立在以下四個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)上的： (1) 材料是剛塑性材料，即彈性應(yīng)變增量為零，塑性應(yīng)變增量就是總的應(yīng)變增量； (2) 材料符合 Mises 屈服準(zhǔn)則，即 ； (3) 每一加載瞬時(shí)，應(yīng)力主軸與應(yīng)變增量主軸重合； (4) 塑性變形時(shí)體積不變，即 ，所以應(yīng)變增量張量就是應(yīng)變增量偏張量，即 。7在塑性加工中潤滑的目的是什么？影響摩擦系數(shù)的主要因素有哪些？答：（1）潤滑的目的是:減少工模具磨損；延長工具使用壽命；提高制品質(zhì)量；降低金屬變形時(shí)的能耗。（2）影響摩擦系數(shù)的主要因素：1）金屬種類和化學(xué)成分；2）工具材料及其表面狀態(tài)；3）接觸面上的單位壓力；4）變形溫度；5）變形速度；6）潤滑劑8簡述在塑性加

8、工中影響金屬材料變形抗力的主要因素有哪些？答：（1）材料（化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)）；（2）變形程度；（3）變形溫度；（4）變形速度；（5）應(yīng)力狀態(tài)；（6）接觸界面（接觸摩擦）9. 簡述塑性成形中對潤滑劑的要求。答：（1）潤滑劑應(yīng)有良好的耐壓性能，在高壓作用下，潤滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤滑狀態(tài)；（2）潤滑劑應(yīng)有良好耐高溫性能，在熱加工時(shí)，潤滑劑應(yīng)不分解，不變質(zhì)；（3）潤滑劑有冷卻模具的作用；（4）潤滑劑不應(yīng)對金屬和模具有腐蝕作用；（5）潤滑劑應(yīng)對人體無毒，不污染環(huán)境；（6）潤滑劑要求使用、清理方便、來源豐富、價(jià)格便宜等。10簡述金屬塑性加工的主要優(yōu)點(diǎn)?答：（1）結(jié)構(gòu)致密，組織改善，性能

9、提高。（2）材料利用率高，流線分布合理。（3）精度高，可以實(shí)現(xiàn)少無切削的要求。（4）生產(chǎn)效率高。三、選擇1塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響A工件表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響。、大于；、等于；、小于；2塑性變形時(shí)不產(chǎn)生硬化的材料叫做A。、理想塑性材料；、理想彈性材料；、硬化材料；3 用近似平衡微分方程和近似塑性條件求解塑性成形問題的方法稱為B。、解析法；、主應(yīng)力法；、滑移線法；4 韌性金屬材料屈服時(shí)，A準(zhǔn)則較符合實(shí)際的。、密席斯；、屈雷斯加； 密席斯與屈雷斯加；5由于屈服原則的限制，物體在塑性變形時(shí)，總是要導(dǎo)致最大的 A 散逸，這叫最大散逸功原理。、能量；、力； 、應(yīng)變；6 硫元素的

10、存在使得碳鋼易于產(chǎn)生A。、熱脆性；、冷脆性；、蘭脆性；7 應(yīng)力狀態(tài)中的B應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。、拉應(yīng)力；、壓應(yīng)力；、拉應(yīng)力與壓應(yīng)力；8 平面應(yīng)變時(shí)，其平均正應(yīng)力sB中間主應(yīng)力s。、大于；、等于； 、小于；9 鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性 B 。、提高； 、降低； 、沒有變化； 10多晶體經(jīng)過塑性變形后各晶粒沿變形方向顯著伸長的現(xiàn)象稱為A。、纖維組織；、變形織構(gòu)；、流線；四、判斷題1按密席斯屈服準(zhǔn)則所得到的最大摩擦系數(shù)。 （ × ）2塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響小于工件表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響。 （×）3靜水壓力的增加，對提高材料的塑性沒

11、有影響。 （×）4在塑料變形時(shí)要產(chǎn)生硬化的材料叫理想剛塑性材料。 （×）5塑性變形體內(nèi)各點(diǎn)的最大剪應(yīng)力的軌跡線叫滑移線。 （）6塑性是材料所具有的一種本質(zhì)屬性。 （）7塑性就是柔軟性。 （×）8合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。 （ × ）9合金鋼中的白點(diǎn)現(xiàn)象是由于夾雜引起的。 （ × ）10結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性為，對于超塑性金屬m =0.02-0.2。 （× ）11影響超塑性的主要因素是變形速度、變形溫度和組織結(jié)構(gòu)。 （ ） 12屈雷斯加準(zhǔn)則與密席斯準(zhǔn)則在平面應(yīng)變上，兩個(gè)準(zhǔn)則是一致的。 （ × ）13變形速度對摩擦系數(shù)

12、沒有影響。 （ × ）14靜水壓力的增加，有助于提高材料的塑性。 （ ）15碳鋼中冷脆性的產(chǎn)生主要是由于硫元素的存在所致。 （ × ）16如果已知位移分量，則按幾何方程求得的應(yīng)變分量自然滿足協(xié)調(diào)方程；若是按其它方法求得的應(yīng)變分量，也自然滿足協(xié)調(diào)方程，則不必校驗(yàn)其是否滿足連續(xù)性條件。 （ × ）17在塑料變形時(shí)金屬材料塑性好，變形抗力就低，例如：不銹鋼 （ × ）四、計(jì)算題1若變形體屈服時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)為：10-300015023´÷÷÷øöçççèæ

13、×××=ijsMPa試分別按Mises和Tresca塑性條件計(jì)算該材料的屈服應(yīng)力及值，并分析差異大小。解： ， Tresca準(zhǔn)則：MPa而1Mises準(zhǔn)則：MPa而或者：，2某理想塑性材料，其屈服應(yīng)力為100 (單位：10MPa) ，某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為：MPa 將其各應(yīng)力分量畫在如圖所示的應(yīng)力單元圖中，并判斷該點(diǎn)處于什么狀態(tài)（彈性/塑性）？答：300MPa 230MPa 150MPa 30 MPa=0根據(jù)應(yīng)力張量第一、第二、第三不變量公式：+- 將、代入上式得： 8，804，10080 (單位：10MPa)將、代入0，令>>解得：=24 =14 =30

14、(單位：10MPa)根據(jù)Mises屈服準(zhǔn)則：等效應(yīng)力 49.76 (單位：10MPa)(單位：10MPa)因此,該點(diǎn)處于彈性狀態(tài)。3圓板坯拉深為圓筒件如圖1所示。 假設(shè)板厚為t , 圓板坯為理想剛塑性材料，材料的真實(shí)應(yīng)力為S，不計(jì)接觸面上的摩擦 ,且忽略凹模口處的彎曲效應(yīng) , 試用主應(yīng)力法證明圖示瞬間的拉深力為： （a）拉深示意圖 （b）單元體 圖1 板料的拉深答：在工件的凸緣部分取一扇形基元體，如圖所示。沿負(fù)的徑向的靜力平衡方程為：展開并略去高階微量，可得：由于是拉應(yīng)力，是壓應(yīng)力，故，得近似塑性條件為：聯(lián)解得：式中的4如圖2所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布壓應(yīng)力 ，試用主應(yīng)力法求單位流動壓力p