西工大試題資料

1、西北工業(yè)大學(xué)考試試題（A卷）2004 2005學(xué)年第一學(xué)期一、填空題：（每題3分，共計(jì)30分）1. 塑性是指：2. 金屬的超塑性可分為 超塑性和 超塑性兩大類。3. 金屬單晶體變形的兩種主要方式有：和 。4. 影響金屬塑性的主要因素有：， 。5. 等效應(yīng)力表達(dá)。6. 常用的摩擦條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式： ，。7. n 平面是指：8. 一點(diǎn)的代數(shù)值最大的的指向稱為第一主方向，由第一主方7T向順時(shí)針轉(zhuǎn) N所得滑移線即為 線。9. 平面變形問題中與變形平面垂直方向的應(yīng)力（Tz=10. 在有限元法中：應(yīng)力矩陣 S= ，單元內(nèi)部各點(diǎn)位移U= 二、簡(jiǎn)答題（共計(jì)30分）1. 提高金屬塑性的主要途徑有哪些？ （ 8

2、分）2. 純剪切應(yīng)力狀態(tài)有何特點(diǎn)？ （ 6分）3. 塑性變形時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)？ （8分）4. Levy-Mises 理論的基本假設(shè)是什么？ （8分）三、計(jì)算題（共計(jì)40分）_ 0 172C _172 001、已知金屬變形體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為L(zhǎng) °° “°Mpa ,求：（18 分）（1）計(jì)算方向余弦為1=1/2， m=1/2 ， n='的斜截面上的正應(yīng)力大小。（2）應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量;L，試用主應(yīng)力法求（3）主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力;2、如圖所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力單位流動(dòng)壓力p。（ 12分）TP1工5 -1 1P'T3、（ 10

3、分）一理想剛塑性體在平砧頭間鐓粗到某一瞬間，條料的截面尺寸為2a x 2a，長(zhǎng)度為L(zhǎng) ,較2a足夠大，可以認(rèn)為是平面變形。變形區(qū)由A、B、C、D四個(gè)剛性小塊組成（如圖示），此瞬間平砧頭速度為ui =1。（下砧板認(rèn)為靜止不動(dòng)）32a試畫出速端圖并用上限法求此條料的單位變形力p西北工業(yè)大學(xué)考試試題（B卷）2004 2005學(xué)年第一學(xué)期一、填空題：（每題3分，共計(jì)30分）1. 衡量金屬或合金的塑性變形能力的數(shù)量指標(biāo)有 和。2. 所謂金屬的再結(jié)晶是指勺過程3. 金屬熱塑性變形機(jī)理主要有： 、和4. 請(qǐng)將以下應(yīng)力張量分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量5.對(duì)應(yīng)變張量勺，請(qǐng)寫出其八面體線變"-與八面體切

4、應(yīng)變二的表達(dá)式6.1864年法國(guó)工程師屈雷斯加（H.Tresca ）根據(jù)庫(kù)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 o7. 金屬塑性成形過程中影響摩擦系數(shù)的因素有很多，歸結(jié)起來主要有、等幾方面的因素。8. 變形體處于塑性平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，在塑性流動(dòng)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(duì)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 不同，而各點(diǎn)處為材料常數(shù)。9. 在眾多的靜可容應(yīng)力場(chǎng)和動(dòng)可容速度場(chǎng)中，必然有一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)和與之對(duì)應(yīng)的速度場(chǎng)，它們滿足全部的靜可容和動(dòng)

5、可容條件，此唯一的應(yīng)力場(chǎng)和速度場(chǎng)，稱之為 力場(chǎng)和速度場(chǎng)，由此導(dǎo)出的載荷，即為 荷，它是唯一的。10. 設(shè)平面三角形單元內(nèi)部任意點(diǎn)的位移采用如下的線性多項(xiàng)式來表示：起（屯尹）二口 +衛(wèi)2工+住" ''.十亠，則單元內(nèi)任一點(diǎn)外的應(yīng)變可表示為二、簡(jiǎn)答題（共計(jì)20分）1試簡(jiǎn)述提高金屬塑性的主要途徑。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理。3請(qǐng)簡(jiǎn)述彈性變形時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述有限元法的基本思想。三、計(jì)算題1. （ 15分）對(duì)于直角坐標(biāo)系Oxyz內(nèi)，已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為100-疔違二01001001 0宀八治/亠、幾| nL，應(yīng)力單位為Mpa，（1 ）

6、畫出該點(diǎn)的應(yīng)力單元體；（2 ）求出該點(diǎn)的應(yīng)力張量不變量、主應(yīng)力及主方向、最大切應(yīng)力、八面體應(yīng)力、應(yīng)力偏張量及應(yīng)力球張量。2. 如圖所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力；|，試用主應(yīng)力法求3. （ 10分）模壁光滑平面正擠壓的剛性塊變形模型如下所示，試計(jì)算其單位擠壓力的上限解P，設(shè)材料的最大切應(yīng)力為常數(shù) K。西北工業(yè)大學(xué)考試試題（A卷）2005 2006學(xué)年第一學(xué)期一、填空題：（每題3分，共計(jì)30分）1. 金屬塑性成形有如下特點(diǎn)： 、 、2. 按照成形的特點(diǎn)，一般將塑性成形分為 和兩大類。按照成形時(shí)工件的溫度還可以分為 、和 三類。3. 金屬的超塑性分為 和 兩大類。4. 晶內(nèi)變形的主要方

7、式和單晶體一樣分為 和。 其中變形是主要的，而 變形是次要的，一般僅起調(diào)節(jié)作用。5. 冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來變形的金屬中會(huì)重新形成新的無畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織，這個(gè)過程稱為金屬的 。6. 常用的摩擦條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式 。7. 研究塑性力學(xué)時(shí)，通常采用的基本假設(shè)有 、體積力為零、初應(yīng)力為零、 。8. n 平面是指： 。9. 設(shè)平面三角形單元內(nèi)部任意點(diǎn)的位移采用如下的線性多項(xiàng)式來表示：*F.'勾卜二''7小叫+嚀曲,則單元內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)變可表示為L(zhǎng) 10. 在有限元法中：應(yīng)力矩陣S= 、單元內(nèi)部各點(diǎn)位移U= 一 一 二、簡(jiǎn)答題(共計(jì)20分)1

8、. 純剪切應(yīng)力狀態(tài)有何特點(diǎn)？2. 簡(jiǎn)述最大逸散功原理？并寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。3. 簡(jiǎn)述塑性變形時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)。4. 簡(jiǎn)述Levy-Mises增量理論三、計(jì)算題1.( 20分)對(duì)于直角坐標(biāo)系旳-內(nèi)，已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為50-寧0-5CI-505(Mpa )(1 )畫出該點(diǎn)的應(yīng)力單元體;(2 )求出該點(diǎn)的應(yīng)力張量不變量、主應(yīng)力及主方向、最大切應(yīng)力、八面體應(yīng)力、應(yīng)力偏張量及應(yīng)力球張量。, 1 1/ = m = rK =(3 )求出外法面方向余弦為： 工 的斜切面上的全應(yīng)力、正應(yīng)力 和切應(yīng)力2. （ 10分）圖1、圖2表示 拉延過程中的某一瞬間的變形區(qū) ，試用主應(yīng) 力法求凸緣變形區(qū)的徑

9、向應(yīng)力和周向應(yīng)力表達(dá)式。（為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)拉延過程中板厚不變，且暫不考慮外摩擦影響，并假設(shè)整個(gè)凸緣區(qū)的真實(shí)應(yīng)力為某一平均值 -）0圖1拉延過程的變形區(qū) 圖2凸緣部分基元體上的作用力3. （ 10分）如圖3所示，為反擠壓時(shí)的變形滑移線場(chǎng)，試?yán)L出速端圖，并求出單位擠壓力P 0圖3反擠壓滑移線場(chǎng)4. （ 10分）模壁光滑平面正擠壓的剛性塊變形模式如圖4所示，試計(jì)算其單位擠壓力的上限解 P，設(shè)材料的最大切應(yīng)力為常數(shù) K o圖4正擠壓示意圖西北工業(yè)大學(xué)考試試題（B卷）2005 2006學(xué)年第一學(xué)期1.、填空題：（每題3分，共計(jì)30分）2.所謂金屬的再結(jié)晶是指的過程。3.金屬熱塑性變形機(jī)理主要有:和等。4

10、.請(qǐng)將以下應(yīng)力張量分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量5.對(duì)應(yīng)變張量，請(qǐng)寫出其八面體線變-與八面體切應(yīng)變衡量金屬或合金的塑性變形能力的數(shù)量指標(biāo)有二的表達(dá)式。6.1864年法國(guó)工程師屈雷斯加（H.Tresca ）根據(jù)庫(kù)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。7. 金屬塑性成形過程中影響摩擦系數(shù)的因素有很多，歸結(jié)起來主要有 、等幾方面的因素。8. 變形體處于塑性平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，在塑性流動(dòng)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(duì)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)

11、質(zhì)只是 不同，而各點(diǎn)處為材料常數(shù)。9. 在眾多的靜可容應(yīng)力場(chǎng)和動(dòng)可容速度場(chǎng)中，必然有一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)和與之對(duì)應(yīng)的速度場(chǎng)，它們滿足全部的靜可容和動(dòng)可容條件， 此唯一的應(yīng)力場(chǎng)和速度場(chǎng)，稱之為應(yīng)力場(chǎng)和速度場(chǎng)，由此導(dǎo)出的載荷，即為載荷，它是唯一的。10. 設(shè)平面三角形單元內(nèi)部任意點(diǎn)的位移采用如下的線性多項(xiàng)式來表示：起（屯尹）二兩 +噸2工+總" 1 1亠，則單元內(nèi)任一點(diǎn)外的應(yīng)變可表示為二、簡(jiǎn)答題（共計(jì)20分）1試簡(jiǎn)述提高金屬塑性的主要途徑。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理。3請(qǐng)簡(jiǎn)述彈性變形時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述有限元法的基本思想。三、計(jì)算題1. （ 15分）對(duì)于直角坐標(biāo)系Ox

12、yz內(nèi)，已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為10 0違二 01001001 0 宀八 m、/ , IV nL，應(yīng)力單位為Mpa，（1 ）畫出該點(diǎn)的應(yīng)力單元體；（2 ）求出該點(diǎn)的應(yīng)力張量不變量、主應(yīng)力及主方向、最大切應(yīng)力、八面體應(yīng)力、應(yīng)力偏張量及應(yīng)力球張量。2. 如圖所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力；|，試用主應(yīng)力法求單位流動(dòng)壓力p。（ 10分）3. （ 10分）模壁光滑平面正擠壓的剛性塊變形模型如下所示，試計(jì)算其單位擠壓力的上限解P，設(shè)材料的最大切應(yīng)力為常數(shù) K評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)西北工業(yè)大學(xué)考試試題（A卷）2004 2005學(xué)年第一學(xué)期一、填空題：（每題3分，共計(jì)30分）1. 塑性是指：_在外力作用

13、下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能 力。2. 金屬的超塑性可分為 細(xì)晶 超塑性和 相變 超塑性兩大類。3. 金屬單晶體變形的兩種主要方式有：滑移和孿生。4. 影響金屬塑性的主要因素有：化學(xué)成份，組織，變形溫度，應(yīng)變速率，變形力學(xué)條件5.等效應(yīng)力表達(dá)式:孑二訂（時(shí)燈+匕_還）3（込_%+6（瘍+兔+咼6. 常用的摩擦條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式：庫(kù)倫摩擦條件* "I ,常摩擦條件-人二。7. n平面是指：通過坐標(biāo)原點(diǎn)并垂于等傾線的平面，其方程為_五+丐+馮=08. 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7T向順時(shí)針轉(zhuǎn) '所得滑移線即為 二線。9. 平面變形問

14、題中與變形平面垂直方向的應(yīng)力(T z =1 -10. 在有限元法中：應(yīng)力矩陣目戶【°m,單元內(nèi)部各點(diǎn)位移u= EK® 二、簡(jiǎn)答題(共計(jì)30分)1. 提高金屬塑性的主要途徑有哪些？ (8分)答：提高金屬塑性的途徑有以下幾個(gè)方面：(1) 提高材料成分和組織的均勻性；2'(2) 合理選擇變形溫度和應(yīng)變速率；2'(3) 選擇三向壓縮性較強(qiáng)的變形方式；2'(4) 減小變形的不均勻性。2'2. 純剪切應(yīng)力狀態(tài)有何特點(diǎn)？ ( 6分)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。 2'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

15、方向一致，平均應(yīng)力I：。2'其第一應(yīng)力不變量也為零。2'3. 塑性變形時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)？ (8分)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：一工。(3) 對(duì)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。2'(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。2'4. Levy-Mises理論的基本假設(shè)是什么？ ( 8分)答：Levy-Mise

16、s 理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?cè)隽繛榱?，塑性?yīng)變?cè)隽烤褪强偟膽?yīng)變?cè)隽浚?2) 材料符合Mises屈服準(zhǔn)則，即 _ ：;2'(3) 每一加載瞬時(shí)，應(yīng)力主軸與應(yīng)變?cè)隽恐鬏S重合； 2' 塑性變形時(shí)體積不變，即 u r； m u:亠'，所以應(yīng)變?cè)隽繌埩烤褪菓?yīng)變?cè)隽科珡埩?，?#39;"I 2'三、計(jì)算題(共計(jì)40分)1、已知金屬變形體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為 01720 1720000100Mpa，求：(18 分)(1) 計(jì)算方向余弦為1=1/2，m=1/2，n=二的斜截面上的正應(yīng)力大小(2) 應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量;(3

17、) 主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力；解：(1)可首先求出方向余弦為(l,m,n的斜截面上的應(yīng)力(JI )=86(MPa)=172*- + 0*-+02 2(MPa)0*1 + 0 *=1-100*= 502 (MPa)1L-IizL-14'進(jìn)一步可求得斜截面上的正應(yīng)力門CMPa)(2)該應(yīng)力張量的靜水應(yīng)力為=1(0 + 0 + 100)= 33.33 (MPa)其應(yīng)力偏張量-33 331720172-33.330(MPa)0066.67-2'33330 0爲(wèi)二(I 33 330CMPa)應(yīng)力球張量003333(3)在主應(yīng)力面上可達(dá)到如下應(yīng)力平衡W)1720 一rr172(0-b)0000(

18、IOOp)J-r0其中-_欲使上述方程有解，則(0-1720172 (0-6)0=01'00100 _ 口) 即：111 ： 解之則得應(yīng)力張量的三個(gè)主應(yīng)力2'CTj_ = 172=100 MPa.c = -172 MPa對(duì)應(yīng)地，可得最大剪應(yīng)力張冷©一巧)二MPa1'2、如圖所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力'，試用主應(yīng)力法求單位流動(dòng)壓力p。( 12分)取半無限體的半剖面，對(duì)圖中基元板塊（設(shè)其長(zhǎng)為I ）列平衡方程:二二丨込 I 幾-；:-（1）. 2'其中，設(shè)丁“江，喇為摩擦因子，芒為材料屈服時(shí)的最大切應(yīng)力值，、均取絕對(duì)值。由(1)式得a

19、cr = dx克(2 )2'采用絕對(duì)值表達(dá)的簡(jiǎn)化屈服方程如下-.-'（ 3 ） 1'從而川匚（ 4 ）2'將（2 ）（ 3 ）（ 4 ）式聯(lián)立求解，得2'在邊界上由（3 ）式，知-,代入（5 ）式得C =2'最后得2mK(Bh +2-kcr01'p = = p cr1 + 4斗F呼$4心丿從而，單位流動(dòng)壓力（7 ）2'3、（ 10分）一理想剛塑性體在平砧頭間鐓粗到某一瞬間，條料的截面尺寸為2a x 2a，長(zhǎng)度為L(zhǎng) ,較2a足夠大，可以認(rèn)為是平面變形。變形區(qū)由A、B、C、D四個(gè)剛性小塊組成（如圖示），此瞬間平砧頭速度為 ui =1。

20、（下砧板認(rèn)為靜止不動(dòng)）P*。解：根據(jù)滑移線理論，可認(rèn)為變形區(qū)由對(duì)角線分成的四個(gè)剛性三角形組成。剛性塊B、D為死區(qū)，隨壓頭以速度u相向運(yùn)動(dòng)；岡性塊A、C相對(duì)于B、 D有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（速度間斷），其數(shù)值、方向可由速端圖完全確定。2'u * oA = u * oB = u * oC = u * oD =u/sin根據(jù)能量守恒2P * 1 = K ( u * oA + u * oB -+ u * oC -+ u * oD -)又一丄=丄一 =1 a1 '£所以單位流動(dòng)壓力 P *=2K2'西北工業(yè)大學(xué)考試試題（B卷）2004 2005學(xué)年第一學(xué)期一、填空題：(每題3分，共

21、計(jì)30分)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(zhǎng)率和斷面收縮率。2.所謂金屬的再結(jié)晶是指 冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來變形的金屬中會(huì)重新形成新的無畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織3.金屬熱塑性變形機(jī)理主要有：晶內(nèi)滑移、晶內(nèi)孿生、的過程。晶界滑移和擴(kuò)散蠕變等。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)。rCT - (TTr(r00 r寵¥AS琨1- CL,Joc0尸BE+o04.請(qǐng)將以下應(yīng)力張量分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量5.對(duì)應(yīng)變張量，請(qǐng)寫出其八面體線變'與八面體切應(yīng)變j的表達(dá)式。6.1864年法國(guó)工程師屈雷斯加(H.Tr

22、esca )根據(jù)庫(kù)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7. 金屬塑性成形過程中影響摩擦系數(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。8. 變形體處于塑性平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，在塑性流動(dòng)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(duì)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)9. 在眾多的靜可容應(yīng)力場(chǎng)和動(dòng)可容速度場(chǎng)中，必

23、然有一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)和與之對(duì)應(yīng)的速度場(chǎng)，它們滿足全部的靜可容和動(dòng)可容條件， 此唯一的應(yīng)力場(chǎng)和速度場(chǎng)，稱之 為 真實(shí) 應(yīng)力場(chǎng)和 真實(shí) 速度場(chǎng)，由此導(dǎo)出的載荷，即為 真實(shí) 載荷，它是唯一 的。10. 設(shè)平面三角形單元內(nèi)部任意點(diǎn)的位移采用如下的線性多項(xiàng)式來表示：起(屯尹)二兩 +噸2工+盤" ' ' '：；，則單元內(nèi)任一點(diǎn)外的應(yīng)變可表示為口 2二、簡(jiǎn)答題(共計(jì)20分)1 、試簡(jiǎn)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

24、性。2、請(qǐng)簡(jiǎn)述應(yīng)變速率對(duì)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(duì)塑性發(fā)生影響：(1) 增加應(yīng)變速率會(huì)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(huì)使溫度效應(yīng)增大和金屬的溫度升高， 這有利于金屬塑性的 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(qǐng)簡(jiǎn)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

25、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 I - < - o4、請(qǐng)簡(jiǎn)述有限元法的思想。答：有限元法的基本思想是：(1) 把變形體看成是有限數(shù)目單元體的集合， 單元之間只在指定節(jié)點(diǎn)處鉸接，再 無任何關(guān)連，通過這些節(jié)點(diǎn)傳遞單元之間的相互作用。 如此離散的變形體，即為 實(shí)際變形體的計(jì)算模型；(2) 分片近似，即對(duì)每一個(gè)單元選擇一個(gè)由相關(guān)節(jié)點(diǎn)量確定的函數(shù)來近似描述其 場(chǎng)變量(如速度或位移)并依據(jù)

26、一定的原理建立各物理量之間的關(guān)系式；(3) 將各個(gè)單元所建立的關(guān)系式加以集成，得到一個(gè)與有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的總體方 程。解此總體方程，即可求得有限個(gè)節(jié)點(diǎn)的未知量(一般為速度或位移)，進(jìn)而求 得整個(gè)問題的近似解，如應(yīng)力應(yīng)變、應(yīng)變速率等。所以有限元法的實(shí)質(zhì)，就是將具有無限個(gè)自由度的連續(xù)體，簡(jiǎn)化成只有有限個(gè)自 由度的單元集合體，并用一個(gè)較簡(jiǎn)單問題的解去逼近復(fù)雜問題的解。三、計(jì)算題1、( 15分)對(duì)于直角坐標(biāo)系Oxyz內(nèi)，已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為10 0 -10-礙二 01001001 0 宀八 m、/ , IV nL，應(yīng)力單位為Mpa，(1) 畫出該點(diǎn)的應(yīng)力單元體；(2) 求出該點(diǎn)的應(yīng)力張量不變量、主應(yīng)力及主方向、最大切應(yīng)力、八面體應(yīng)力、 應(yīng)力偏張量及應(yīng)力球張量。解：(1)該點(diǎn)的應(yīng)力單元體如下圖所示（2）應(yīng)力張量不變量如下厶二何十丐»込）二10耳=一%円+巧丐+理 -=-（-100-100+100） + 100 = 200 .入=耳齊 2守?zé)o-3齊：+V +耳吊*）= -1000+1000 = 0故得應(yīng)力狀態(tài)方程為-10-20070解之得該應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)主應(yīng)力為" - 1 - -；1（ Mpa）2'設(shè)主方向?yàn)?'，則主應(yīng)力與主方向滿足如下方程（礙一RAt刑啊十抵