金属塑性加工原理考试试卷
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金属材料成型原理复习题金属材料成型原理复习题一、选择题1. 金属材料成型是指将金属材料通过加工手段改变其形状和尺寸的工艺过程。
下列哪种加工方法不属于金属材料成型?A. 铸造B. 钣金加工C. 焊接D. 热处理2. 金属材料成型的基本原理是什么?A. 塑性变形B. 弹性变形C. 破裂变形D. 熔化变形3. 金属材料成型的塑性变形包括以下哪些形式?A. 挤压B. 拉伸C. 剪切D. 打击4. 下列哪种成型方法适用于大批量生产金属零件?A. 铸造B. 锻造C. 拉伸D. 剪切5. 金属材料成型中,冷加工与热加工的区别在于:A. 加工温度不同B. 加工速度不同C. 加工压力不同D. 加工方式不同二、判断题1. 金属材料成型的塑性变形是指在材料受到外力作用下,形状和尺寸发生永久性改变的过程。
( )2. 铸造是将熔化的金属注入模具中,经冷却凝固后得到所需形状的金属零件的工艺过程。
( )3. 锻造是指将金属材料加热至一定温度后,施加压力使其发生塑性变形,从而得到所需形状的金属零件的工艺过程。
( )4. 拉伸是指将金属材料受力方向上的截面积减小,长度增加的塑性变形过程。
( )5. 冷加工是指在室温下进行的金属材料成型过程,适用于加工硬度较高的材料。
( )三、简答题1. 请简要介绍金属材料成型的基本原理。
2. 什么是铸造?请简要描述铸造的基本工艺流程。
3. 什么是锻造?请简要描述锻造的基本工艺流程。
4. 什么是冷加工和热加工?它们之间有何区别?5. 请列举出金属材料成型中常用的几种加工方法,并简要描述其特点。
四、综合题某企业需要生产一批大型金属零件,要求零件的尺寸精度高、表面光洁度好。
请根据企业的要求,选择合适的金属材料成型方法,并简要说明选择的理由。
答案:一、选择题1. C2. A3. A、B、C4. A5. A二、判断题1. √2. √3. √4. ×5. √三、简答题1. 金属材料成型的基本原理是通过施加外力使金属材料发生塑性变形,改变其形状和尺寸。
《塑性变形与轧制技术》期末试卷姓名:班级:成绩一、填空题(每空1分,共20分)1. 金属压力加工的主要方法有:( )、( )、( )、( )和( )等。
2. 由钢锭或钢坯轧制成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合,称为( )工艺过程。
3. 由于加热不良可使原料造成( )、( )、( )、( )、( )、( )等缺陷。
4. 轧制制度的主要内容应包括( )、( )和( )等。
5. 按照适用范围,标准分为( )、( )和( )。
6. 生产车间各项设备、原材料、燃料、动力、定员以及资金等利用程度的指标称之为( )。
7. 依靠旋转方向相反的两个轧辊与轧件间的摩擦力,将轧件拖入轧辊辊缝中的现象,称为( )。
二、名词解释(每题3分,共30分)1、最小阻力定律2、简单轧制过程3、变形区概念4、前滑5、剩余摩擦力6、轧制压力7、塑性变形8、塑性加工9、工作应力10、热加工三、判断题(每题2分,共20分)1、咬入角是轧制时轧件与轧辊表面接触弧线所对的圆心角。
()2、其他条件不变,轧件宽度增大,宽展减小。
()3、总延伸系数等于各道次延伸系数之和。
()4、轧制前轧件的断面积与轧制后轧件的断面积之比等于延伸系数。
()5、轧件出口速度大于轧辊该处的线速度叫后滑。
()6、金属塑性加工中的工艺润滑的目的之一为减少二次氧化铁皮的产生。
()7、轧制是轧件由于摩擦力的作用而进入旋转的轧辊之间,被压缩而产生弹性变形的过程。
()8、高精度轧机生产的成品尺寸精度皆可达到±0.15mm。
()9、由于轧制过程有前滑、后滑现象,使轧制过程简单化。
()10、采利柯夫公式应用范围较为广泛,可用于冷轧,也可用于热轧;可用于厚板轧制,也可用于薄板轧制。
()四、计算题(每题15分,共30分)1、轧辊圆周速度v=3m/s,轧件入辊速度v H=2m/s,延伸系数μ=1.6,试求前滑值。
2、已知轧辊直径600mm,轧件轧前断面尺寸H×B=100mm×200mm,Δh=30mm,轧制温度t=1000℃,铸钢轧辊,轧制速度v=4m/s,轧件为低碳钢,用艾克隆得公式计算轧后轧件断面尺寸。
⾦属加⼯常识三套试卷及答案A 卷⼀、填空(每空1分,共30分)1、零件加⼯阶段的划分⼀般划分为、、三阶段。
2、按照冷却速度的快慢,锻件常⽤的冷却⽅法有_______、______、_____三种。
3、写出两个你所见过的剪切⼯具、。
4、铣削加⼯可以加⼯、、等。
5、铣床附件有_____、_____、______(三个即可)。
6、铸件常见的缺陷、、、、、。
7、砂轮的强度是指砂轮⾼速旋转时,在离⼼⼒的作⽤下,抵抗其_______的能⼒。
8、砂轮是由、、三部分组成。
9、切削液的作⽤、、、。
10、圆周铣削分为________和________。
⼆、判断(每空1分,共10分)1、型砂的耐⽕性指型砂在⾼温⾦属液的作⽤不熔化、软化和烧结的性能。
()2、使坯料横截⾯积减⼩,长度增加的⼯序称为拔长。
()3、冲压⽣产其尺⼨精度由模具保证,质量稳定,但互换性差。
()4、车床加⼯若⽤前后顶尖装夹,⼀般前后顶尖不能直接带动⼯件回转。
()5、周铣分为对称铣削、不对称逆铣和不对称顺铣。
()6、刨⼑往往做成弯头形状,使刨⼑在受⼒弯曲时⼑尖能离开加⼯表⾯,防⽌扎⼑。
()7、铣⼑是⼀种多刃⼑具,切削速度⾼,故铣削加⼯的⽣产效率⾼。
()8、砂轮的硬度越⼤,表⽰磨粒愈不易脱落。
()9、由于砂轮具有⾃锐性,使其在磨削过程中能始终保持锋利刃⼝。
() 10、氧⽓瓶中氧⽓冻结时可⽤明⽕烘烤。
()三、选择(每⼩题2分,共20分)1、铸型表⾯直接与液体⾦属液接触的⼀层型砂()。
A、⾯砂B、单⼀砂C、型(芯)砂 D 、填充砂2、?铸造⽣产砂眼缺陷的基本原因是液态⾦属()A、浇注速度较快B、浇注温度较低C、浇注速度较慢3、花盘上安装形状不对称的⼯件时,安装重⼼会偏向⼀边,故在另⼀边要加()A、压板B、⽀撑柱C、平衡块4、⽤圆柱铣⼑铣平⾯,铣⼑宽度最好()⼯件宽度。
A、⼤于B、等于C、⼩于5、焊接过程中,将焊接接头加热⾄融化状态不加压⼒完成焊接的⽅法为()A、压焊B、钎焊C、熔焊6、⽓割⽤的是()A、氧化焰B、碳话焰C、中性焰7、精车细长轴外圆时应选⽤主偏⾓为()的外圆车⼑。
有色金属压力加工原理绪论1、★★★金属压力加工与切削加工、铸造等方法相比,具有哪些主要优点?答:1、可改善金属的组织和性能2、因无(少)废屑,可节约大量的金属3、上产率高4、产品规格多2、金属压力加工方法主要有哪些?答:1、锻造分自由锻和模锻2、轧制分纵扎、横轧和斜扎3、挤压分正挤压和反挤压4、拉伸★★★★名词解释:锻造:利用外力,通过工具或模具使金属变形的加工方法。
轧制:坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间(平的或成型的),以获得一定截面形状的产品的加工方法。
挤压:对挤压筒内的锭坯一端施加压力,使其通过模空以实现塑性变形的方法。
拉伸:对金属坯料一端施加压力,使其模孔产生塑性变形的加工方法。
3、塑性成形方法轧制(纵扎)、拉拔、正挤压、反挤压和镦粗?P3 图第一章金属压力加工的力学和热力学条件1-1 力和应力4、★★什么叫做外力?以及外力分类?答:在压力加工过程中,作用在金属表面上的力,叫做外力。
外力分为作用力和约束反力作用力:它是使金属产生塑性变形的力,也称为主动力。
约束反力:工件在主动力作用下,其运动受到工具阻碍而产生的力,成为约束反力。
5、★★什么叫做内力?什么是第一种内力和第二种内力?答:由外力而引起金属内各质点间产生相互作用的力,成为内力。
第一种内力:为平衡外力的机械作用将产生内力,这是第一种内力。
第二种内力:在某些条件下,由于金属工件各部分变形的大小不同,在金属内部产生的自相平衡的内力,称为第二种内力。
6、★什么叫做应力?分类和单位?答:在外力作用下,金属内部产生了内力,单位面积上的内力称为应力。
分为正应力(垂直分量)和切向应力(切向分量)。
帕Pa和兆帕MPa 1MPa=10^6Pa=0.1kg/mm^2=1N/mm^21-2 应力状态和变形状态7、★什么是金属处于应力状态?答:所谓金属处于应力状态就是金属内的原子被迫偏离其平衡位置的状态。
8、★★★绘制应力状态图P079、★什么是主应力状态、主应力、主平面、主切平面、主切应力?答:金属在实际变形过程中,存在着这样的应力状态,即在变形区某点的单元六面体上只作用着正应力,没有切应力,我们把这样的应力状态称之为主应力状态。
⾦属塑性成形原理模拟题⼀、填空题:(每题 3 分,共计 30 分)1. 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。
2. ⾦属的超塑性可分为细晶超塑性和相变超塑性两⼤类。
3. ⾦属单晶体变形的两种主要⽅式有:滑移和孪⽣。
4. 影响⾦属塑性的主要因素有:化学成份,组织,变形温度,应变速率,变形⼒学条件。
5. 等效应⼒表达式:。
6. 常⽤的摩擦条件及其数学表达式:库伦摩擦条件,常摩擦条件。
7.π平⾯是指:通过坐标原点并垂于等倾线的平⾯,其⽅程为 __。
8.⼀点的代数值最⼤的 __ 主应⼒ __ 的指向称为第⼀主⽅向,由第⼀主⽅向顺时针转所得滑移线即为线。
9. 平⾯变形问题中与变形平⾯垂直⽅向的应⼒σ z =10. 在有限元法中:应⼒矩阵 [S]= ,单元内部各点位移 {U}=⼆、简答题(共计 30 分)1. 提⾼⾦属塑性的主要途径有哪些?( 8 分)答:提⾼⾦属塑性的途径有以下⼏个⽅⾯:(1) 提⾼材料成分和组织的均匀性;…… 2'(2) 合理选择变形温度和应变速率;…… 2'(3) 选择三向压缩性较强的变形⽅式;…… 2'(4) 减⼩变形的不均匀性。
…… 2'2. 纯剪切应⼒状态有何特点?( 6 分)答:纯剪切应⼒状态下物体只发⽣形状变化⽽不发⽣体积变化。
…… 2'纯剪应⼒状态下单元体应⼒偏量的主⽅向与单元体应⼒张量的主⽅向⼀致,平均应⼒。
…… 2'其第⼀应⼒不变量也为零。
…… 2'3. 塑性变形时应⼒应变关系的特点?( 8 分)答:在塑性变形时,应⼒与应变之间的关系有如下特点:(1) 应⼒与应变之间的关系是⾮线性的,因此,全量应变主轴与应⼒主轴不⼀定重合。
…… 2'(2) 塑性变形时,可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松⽐。
……2'(3) 对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应⼒就是报载时的屈服应⼒,⽐初始屈服应⼒要⾼。
绪论0-1 请选择你生活学习中所接触的五种物品,写一篇约五千字的调研笔记,调查其从原料到该物品制造的全过程,运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识。
第一章应力分析与应变分析1-1 塑性加工的外力有哪些类型?1-2 内力的物理本质是什么?诱发内力的因素有哪些?1-3 何谓应力、全应力、正应力与切应力?塑性力学上应力的正、负号是如何规定的?1-4 何谓应力特征方程、应力不变量?1-5何谓主切应力、八面体应力和等效应力?它们在塑性加工上有何意义?1-6 何谓应力张量和张量分解方程?它有何意义?1-7 应力不变量(含应力偏张量不变量)有何物理意义?1-8 塑性变形的力学方程有哪几种?其力学意义和作用如何?1-9 锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型?1-10变形与位移有何关系?何谓全量应变、增量应变?它们有何联系和区别?1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义。
1-12何谓变形速度?它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系?1-13何谓变形力学图?如何根据主应力图确定塑性变形的类型?1-14锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型?1-15塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法?各有何特点?1-16已知一点的应力状态MPa,试求该应力空间中的斜截面上的正应力和切应力为多少?1-17现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°,45°,90°角方向上的应力值分别为,试问该平面上的主应力各为多少?1-18 试证明:(1)(2)1-19 一圆形薄壁管,平均半径为R,壁厚为t,二端受拉力P及扭矩M的作用,试求三个主应力的大小与方向。
1-20 两端封闭的薄壁圆管。
受轴向拉力P,扭矩M,内压力ρ作用,试求圆管柱面上一点的主应力的大小与方向。
其中管平均半径为R,壁厚为t,管长为l。
1-21已知平面应变状态下,变形体某点的位移函数为,,试求该点的应奕分量,并求出主应变的大小与方向。
金属塑性成形力学课后答案【篇一:金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些?(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点:都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点:孪生使一部分晶体发生了均匀切变,而滑移只集中在一些滑移面上进行;孪生的晶体变形部分的位向发生了改变,而滑移后晶体各部分位向未改变。
3. 塑性成型时的润滑方法有哪些?(1) 特种流体润滑法。
(2) 表面磷化-皂化处理。
(3) 表面镀软金属。
4. 塑性变形时应力应变关系的特点?在塑性变形时,应力与应变之间的关系有如下特点(1)应力与应变之间的关系是非线性的,因此,全量应变主轴和应力主轴不一定重合。
(2)塑性变形时,可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比??0.5。
、(3)对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力,比初始屈服应力要高。
(4)塑性变形是不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不再保持单值关系。
5. levy-mises理论的基本假设是什么?(1)材料是刚塑性材料,级弹性应变增量为零,塑性应变增量就是总的应变增量。
(2)材料符合米塞斯屈服准则。
(3)每一加载瞬时,应力主轴和应变增量主轴重合。
(4)塑性变形上体积不变。
6. 细化晶粒的主要途径有哪些?(1)在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作脱氧剂。
(2)采用适当的变形程度和变形温度。
(3)采用锻后正火等相变重结晶的方法。
7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。
冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生。
金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性。
由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织,称为变形织构。
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。
超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散(扩散蠕变)。
重庆工学院考试试卷(A)8、塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想刚塑性材料。
9、韧性金属材料屈服时,密席斯屈服准则较符合实际的。
10、硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。
11、应力状态中的压应力,能充分发挥材料的塑性。
12、平面应变时,其平均正应力σm等于中间主应力σ2。
13、钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性降低。
14、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。
15、材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为ε1=0.1,第二次的真实应变为ε2=0.25,则总的真实应变ε=0.35 。
16、固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的塑性。
二、判断题(对打√,错打×,每题1分,共16 分)1、液态金属的流动性越强,其充型能力越好。
(√)2、金属结晶过程中,过冷度越大,则形核率越高。
(√)3、实际液态金属(合金)凝固过程中的形核方式多为异质形核。
(√)7. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。
(√)8.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。
(×)9.变形速度对摩擦系数没有影响。
(×)三、名词解释(每题4分,共12 分)1、均质形核,非均质形核:2、快速凝固:3、何谓冷变形、热变形和温变形答:冷变形:在室温下的变形热变形:再结晶温度以上的变形温变形:在室温以上,再结晶温度以下的变形四、简答题(每题4分,共16 分)1、简述影响液态金属的充型能力因素。
2、简述气体对金属质量的影响及控制措施。
4、简述金属塑性加工的主要优点。
答案:1)结构致密,组织改善,性能提高。
2)材料利用率高,流线分布合理。
3)精度高,可以实现少无切削的要求。
4)生产效率高。
五、计算题(每题13分,共26分)1. 某理想塑性材料,其屈服应力为100 (单位:10MPa) ,某点的应力状态为:10153023030⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⋅⋅-=ij σMPa将其各应力分量画在如图所示的应力单元图中,并判断该点处于什么状态(弹性/塑性)。
《金属塑性加工技术》复习思考题—20131、名词解释:(1)连续挤压:(P8)连续挤压是通过有效利用坯料与旋转挤压轮之间的强摩擦所产生足够的挤压力和温度,将杆料、颗粒料或熔融金属以真正连续大剪切变形方式直接一次挤压成制品的塑性加工方法。
(2)集束拉拔:P15;将二根以上断面为圆形或异型的柸料同时通过圆的或异型孔的模子进行拉拔,以获得特殊形状的异型材的加工方法。
(3)闭式模锻:P220;在成形过程中模膛是封闭的,分模面间隙是常数。
(4)液态模锻:P17;利用液态金属直接进行模锻的方法。
(5)脱皮挤压:P112;挤压时使用较挤压筒直径小约1-4mm的挤压垫,挤压切入锭坯挤出洁净的内部金属,将带杂质的皮壳留在挤压筒内的挤压方式。
(6)挤压缩尾:P111;挤压时出现在制品尾部的一种特有的漏斗型缺陷。
它产生于挤压过程的后期,是由于中心流动快,体积供应不足,边部金属向中部转移形成的。
分中心缩尾,环形缩尾和皮下缩尾三种。
(7)精密模锻:P17;模锻件尺寸与成品零件的尺寸很接近,因而可实现少切削或无切削加工的压力加工方法。
(8)拉深系数:P242;拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比。
(9)挤压效应:P120;指某些铝合金挤压制品与其他加工制品经相同的热处理后,前者的强度比后者的强度高,而塑性比后者低。
(10)轧制变形区:P31;轧制时金属在轧辊间产生塑性变形的区域称为轧制变形区。
(11)轧制接触角:P31;轧件与轧辊的接触弧所对应的的圆心角α,称为接触角。
(12)前滑:P44;轧件的出口速度大于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。
(13)后滑:P46;轧件的入口速度小于入口断面上轧辊的水平速度的现象。
(14)最小可轧厚度:P50;在一定的轧制条件下,无论怎样调整辊缝或反复轧制多少道次,轧件不能再轧薄了的极限厚度。
(15)轧制压力:P51;轧件给轧辊的合力的垂直分量。
(16)轧制负荷图:P75;一个轧制周期内,主电机轴上的力矩随时间而变化的负荷图。
绪论0-1请选择你生活学习中所接触的五种物品,写一篇约五千字的调研笔记,调查其从原料到该物品制造的全过程,运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识.第一章应力分析与应变分析1-1塑性加工的外力有哪些类型?1-2内力的物理本质是什么?诱发内力的因素有哪些?1—3何谓应力、全应力、正应力与切应力?塑性力学上应力的正、负号是如何规定的?1-4何谓应力特征方程、应力不变量?1—5何谓主切应力、八面体应力和等效应力?它们在塑性加工上有何意义? 1—6何谓应力张量和张量分解方程?它有何意义?1-7应力不变量(含应力偏张量不变量)有何物理意义?1—8塑性变形的力学方程有哪几种?其力学意义和作用如何?1—9锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型?1—10变形与位移有何关系?何谓全量应变、增量应变?它们有何联系和区别?1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义.1-12何谓变形速度?它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系?1—13何谓变形力学图?如何根据主应力图确定塑性变形的类型?1-14锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型?1—15塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法?各有何特点?1-16已知一点的应力状态MPa,试求该应力空间中的斜截面上的正应力和切应力为多少?1-17现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°,45°,90°角方向上的应力值分别为,试问该平面上的主应力各为多少?1-18试证明:(1)(2)1-19一圆形薄壁管,平均半径为R,壁厚为t,二端受拉力P及扭矩M的作用,试求三个主应力的大小与方向。
1—20两端封闭的薄壁圆管.受轴向拉力P,扭矩M,内压力ρ作用,试求圆管柱面上一点的主应力的大小与方向。
其中管平均半径为R,壁厚为t,管长为l。
1—21已知平面应变状态下,变形体某点的位移函数为,,试求该点的应奕分量,并求出主应变的大小与方向。
1—22为测量平面应变下应变分量将三片应变片贴在与x轴成0°,60°,120°夹角的方向上,测得它们的应变值分别为。
金属塑性加工原理习题绪论0-1请选择你生活学习中所接触的五种物品,写一篇约五千字的调研笔记,调查其从原料到该物品制造的全过程,运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识。
第一章形变分析与快速反应分析1-1塑性加工的外力有哪些类型?1-2内力的物理本质就是什么?引致内力的因素存有哪些?1-3何谓应力、全应力、正应力与切应力?塑性力学上应力的正、负号是如何规定的?1-4何谓应力特征方程、应力不变量?1-5何谓主切形变、八面体形变和等效应力?它们在塑性加工上有何意义?1-6何谓形变张量和张量水解方程?它有何意义?1-7形变不变量(不含形变略偏张量不变量)有何物理意义?1-8塑性变形的力学方程存有哪几种?其力学意义和促进作用如何?1-9切削、合金钢、侵蚀和Chhatarpur的主力学图属于何种类型?1-10变形与位移有何关系?何谓全量应变、增量应变?它们有何联系和区别?1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义。
1-12何谓变形速度?它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系?1-13何谓变形力学图?如何根据主应力图确认塑性变形的类型?1-14切削、合金钢、侵蚀和Chhatarpur的变形力学图属何种类型?1-15塑性加工时的变形程度存有哪几种则表示方法?各有何特点?1-16已知一点的应力状态的斜横截面上的也已形变和切应力mpa,试求该形变空间中为多少?,1-17现用电阻应变仪测得平面形变状态下与x轴变成0°,45°,90°角方向上的形变值分别为何况该平面上的主应力1-18试证明:各为多少?(1)(2)1-19一圆形薄壁管,平均值半径为r,壁薄为t,二端受到拉力p及扭矩m的促进作用,试求三个主应力的大小与方向。
1-20两端半封闭的薄壁圆管。
受到轴向拉力p,扭矩m,内压力ρ促进作用,试求圆管柱面上一点的主应力的大小与方向。
其中管平均半径为r,壁厚为t,管长为l。
1-21未知平面快速反应状态下,变形体某点的加速度函数为,,试求该点的应奕分量,并求出主应变的大小与方向。
《金属塑性变形理论》习题集第一部分:塑性加工力学第一章 应力状态分析1. 金属塑性加工中的外力有哪几种?其意义如何?2. 为什么应力分量的表达需用双下标?每个下标都表示何物理意义? 3. 已知应力状态如图1-1所示,写出应力分量,并以张量形式表示。
4. 已知应力状态的六个分量7-=x σ,4-=xy τ,0=y σ,4=yz τ,8-=zx τ,15-=z σ(MPa),画出应力状态图,写出应力张量。
5. 作出单向拉伸、单向压缩、三向等值压缩、平面应力、平面应变、纯剪切应力状态的应力Mehr 圆。
图1-1⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=1548404847σT xy z6. 已知应力状态如图1-2所示,当斜面法线方向与三个坐标轴夹角余弦31===n m l 时,求该斜面上的全应力S 、全应力在坐标轴上的分量x S 、y S 、z S 及斜面上的法线应力n σ和切应力n τ。
7. 将下列应力状态用单元体表示。
(1)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=6040504050705070100σT N/mm 2 (用直角坐标系)(2)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2007090701000900120σT N/mm 2 (用柱面坐标系)8. 单元体上各面所作用的应力分量如图1-3所示。
根据应力分量的正负规定,在相应的圆圈内填上适当的“+”、“-”。
9. 何谓求和约定?什么是哑标?什么是自由标?y±z±图1-3图1-210. 已知jn m nim ij βσασ=',找出哑标和自由标,并写出12σ'的展开式。
33332333232233132132322332222232122131312331212231112123βσαβσαβσαβσαβσαβσαβσαβσαβσασ++++++++='11. 任举一例利用求和约定对公式进行展开和合并。
12. 你是如何理解“应力张量”这一概念的?试用自己的语言描述之。
第一章1.什么是金属的塑性?什么是塑性成形?塑性成形有何特点?塑性----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;塑性变形----当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;塑性成形----金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法,也称塑性加工或压力加工;塑性成形的特点:①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1)块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
可分为一次成型和二次加工。
一次加工:①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形,以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。
分纵轧、横轧、斜轧;用于生产型材、板材和管材。
②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力,将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。
分正挤压、反挤压和复合挤压;适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力,将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。
生产棒材、管材和线材。
二次加工:①自由锻----是在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。
精度低,生产率不高,用于单件小批量或大锻件。
②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形,从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。
分开式模锻和闭式模锻。
2)板料成型一般称为冲压。
分为分离工序和成形工序。
分离工序:用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,如冲裁、剪切等工序;成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。
金属塑性加工原理考试试卷考试试卷(一)一、名词解释(本题10分,每小题2分)1.热效应2.塑脆转变现象3.动态再结晶4.冷变形5.附加应力二.填空题(本题10分,每小题2分)1.主变形图取决于______,与_______无关。
2.第二类再结晶图是_____,_______与__________的关系图。
3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。
4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______,__________。
5.出现细晶超塑性的条件是_______,__________,__________。
三、判断题(本题10分,每小题2分)1.金属材料冷变形的变形机构有滑移(),非晶机构(),孪生(),晶间滑动()。
2.塑性变形时,静水压力愈大,则金属的塑性愈高(),变形抗力愈低()。
3.金属的塑性是指金属变形的难易程度()。
4.为了获得平整的板材,冷轧时用凸辊型,热轧时用凹辊型()。
5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织,就是变形织构()。
四、问答题(本题40 分,每小题10 分)1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图,并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳?为什么?2.已知材料的真实应变曲线,A 为材料常数,n 为硬化指数。
试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少?3.试比较金属材料在冷,热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施?4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀?随着加工的进行会出现什么现象?为什么?(箭头表示轧制方向)五、证明题(本题10 分)证明Mises 塑性条件可表达成:六、综合推导题(本题20 分)试用工程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,这里接触摩擦考试试卷(二)一、名词解释(本小题10分,每小题2分)1.热变形2.弹塑性共存定律3.动态再结晶4.附加应力5.热效应二、填空题(本题22 分,每小题 2 分)1.金属塑性加工时,工件所受的外力分为_______________ 和_______________2.主变形图有_______________ 种,各主应变分量必须满足条件是:_______________3.应变速度是指_________________________________________4.平面应变其应力状态的特点是σz =________________________________________5.材料模型简化为理想刚塑性材料是忽略了材料的_______________ 和______________6.压力加工中热力学条件是指________、_______、_______7.第二类再结晶图是_______、________与_________关系图。
8.塑性图是________与________关系图。
9.第二类硬化曲线是________与________关系曲线。
10.金属在外力作用下发生变形要经历_______、__________、________三个阶段。
11.金属塑性加工中常用的两个摩擦定律是______________________________。
三、判断题(本题10分,每小题2分)1.铝棒的加热温度为,即挤压时的变形温度为。
()2.挤压时挤压杆的运动速度为,则挤压速度为。
()3.冷变形时形成的变形织构就是冷变形时晶粒被拉长、压扁而形成的纤维组织.()4.金属的塑性好,则变形抗力一定会小。
()5.冷变形即是室温下的变形。
( )四、问答题(本题36 分,每小题 6 分)1. 应力张量不变量或应力偏量不变量的物理意义各是怎样的?2. 简述塑性加工常用的两个屈服准则的物理意义,在π平面上的几何表示各是怎样?它们在何种情况下差别最大?3. 何谓简单加载?何谓复杂加载?Levy-Mises 增量理论的应力应变关系的基本表达式是什么?4.冷热变形形成的纤维组织有何异同?如何消除?5.画出挤压、拉拔、锻压三种加工方式的变形力学图。
对于低塑性材料开坏,选用那一种方式有利于塑性发挥。
6.冷变形下列两种断面形状轧件,试问哪种送料方式变形不均匀?为什么?(图中箭头为轧制方向)五、计算题(7分)已知某点的应力状态,如下:Mpa写出其张量分解方程及张量分解的物理意义?六、推导题(本题15分)按单一粘着区考虑,用工程法推导出粗糙砧面压缩矩形薄板时的变形应力公:。
(的大小为)考试试卷(三)一、名词解释(本题8分,每小题2分)1.最小阻力定律2.温度效应3.加工硬化4.形变热处理二、填空题(本题10分,每小题2分)1.金属塑性变形通常经历________、________、_______三个阶段。
2.塑性加工中其工作应力、基本应力、附加应力三者的关系________.3.根据塑性加工成形时的摩擦性质,摩擦可分为_______、_______、________三种类型。
4.塑性加工润滑剂分为_______、________、________、________几种类型。
5.塑性加工中控制制品的力学性能的两种主要工艺措施是控制________和控制________。
三、判断题(12分)1.塑性加工时静水压力越大,金属塑性越好,所需的变形力越小.( )2.润滑剂的粘度越大,润滑越好。
( )3.变形织构导致各向异性,纤维组织没有各向异性。
( )4.细晶超塑性中,应变速率敏感性指数m越大,其塑性越好。
()5.在平辊轧制实验中,对于一个方向具有凹形断面的坏料,无论采用哪种喂料方向都易出现裂纹.()6.对于塑性比较差的材料,塑性加工要优先选用三向压缩的主应力图与二向压缩一向延伸的主应变图的加工方式。
四、问答题(本题38分,1-6小题第小题3分,7,8小题第小题7分,9小题6分)1.一点的应力状态的定义是什么?掌握它有何实际意义?2.平衡方程是以应力偏微分方程形式表达的,实际上应是什么量的平衡?3.与的差别在哪里?4.Tresca屈服准则与材料力学中的第三强度理论有何区别?5.弹性本构方程与塑性本构方程有何区别?由此说明哪个求解更容易?6.从目前所讲的工程法求解加工问题中,实际上只用了基本理论中的13个方程的哪二类方程?7.金属塑性加工工艺包括主要哪些参数制定工艺通常要依据哪些因素?8.金属热变形与冷变形的变形机制、变形特点有何差异?9.压缩圆柱体矮件,不均匀变形有哪些典型表现?为防止出现图示纵向裂纹可以采用哪些措施?五、分析应用题(本题16分,每小题8分)1.园棒单孔挤压后流动情况如图,若Vp为已知常数,试求出变形区中X=截面上的水平速度Vx的分布,由此说明该Vx分布与挤压缩尾的关系。
(8分)2.已知用工程法求解出的平锤压缩矩形块的载荷~宽高比W/H摩擦因子m的曲线,试讨论薄板轧制时,为使厚度能轧下,为何采用小直径轧辊、叠轧、强润滑等措施?(8分)六、综合推理题(本题16分)平锤压缩圆柱体,已知几何尺寸D、H,设接触面上的摩擦应力τk=mk,求载荷p,由此说明实验中的载荷因子m的关系。
考试试卷(四)一、名词解释:(本题10分,每小题2分)1.热效应2.动态再结晶3.外端4.附加应力5.塑性—脆性转变二、填空题(本题16分,每小题2分)1.一点的应力状态是指_____________________________________________________可以用__________________________________________________________来表示。
2.应力不变量的物理意义是_______________________________________________,应力偏量的物理意义是_________________________________________________。
3.应变增量是指_____________________________________________________________,其度量基准是_____________________________________________________________。
4.应变速度是指______________________________________________________________,其量纲是_________________________________________________________________。
5.Tresca塑性条件的物理意义是________________________________________________,Mises塑性条件的物理意义是_________________________________________________。
6.Levy-Mises增量理论适合_____________________________________________材料模型,Prandtl-Reuss增量理论适合____________________________________________材料模型。
7.把材料简化为理想刚塑性体是忽略了材料的______________和____________________。
8.平面应变问题(设Z方向不变形)的力学特点是σz=σ2=_______________________,τzx=τzy=____________________________________________。
三、计算与问答(58分,1-3小题每小题6分,4,5小题第小题15分,6小题10分)1.塑性变形时已知某点的应力状态为σij=MPa(i.j=x,y,z),写出其张量分解方程,指出各分解张量的名称,并说明它们各与什么变形有关,该σij对应的塑性变形类型是什么?∙∙∙ 2.在σx,τxy作用下的屈服曲面如图所示,图中两条弧线的含义是什么?在图中有a,b,c,d四种加载路径,哪些是简单加载?哪些是复杂加载?哪些路径具有相同的塑性变形?为什么?3.用轧制或平锤压缩方法生产双金属层状复合板。
设坯料原始厚度相同,但硬度不相同。
若工具工件上下接触面和切向速度一致,试定性预测复合后两层材料的厚与薄,并简述理由。
4.压力加工中外摩擦有何特点?试分析压力加工中使用的润滑剂种类及润滑机理。
5.不均匀变形的典型现象是什么?试分析轧制薄板时产生边裂的力学根源及防止措施。
6.什么是冷变形的纤维组织?它和热变形的纤维组织所带来的影响。
四、推导题(16分)试用工程法导出全粘着摩擦条件下平锤均匀压缩带包套圆柱体时的接触正应力σz的表达式,并比较包套与不包套哪种接触面正压力|σz|大?已知|τk|=|σT/√3|,包套径向力为|σa|。