金属塑性成形原理复习题

第一章单元测试1、单选题：塑性变形（）。

选项：A:可以恢复，是可逆关系B:不可以恢复，是不可逆的答案: 【不可以恢复，是不可逆的】2、判断题：塑性成形按照加工温度分为热成形、冷成形、温成形。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】3、判断题：金属塑性成形可以分成块料成型、板料成形两类。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】4、单选题：一次加工包括哪几种加工方式（）。

选项：A:轧制、挤压、锻压B:轧制、拉拔、锻压C:轧制、挤压、拉拔D:挤压、拉拔、锻压答案: 【轧制、挤压、拉拔】5、判断题：经过自由锻、模锻加工的产品可以直接使用。

（）选项：A:对B:错答案: 【错】6、单选题：塑性是指（）。

选项：A:在外力作用下使金属材料发生变形而不破坏其完整性的能力B: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C:在外力作用下使金属材料发生塑性变形的能力答案: 【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】7、多选题：金属塑性成形的特点有哪些（）。

选项：A:尺寸精度高B:组织、性能好C:材料利用率高D:生产效率高答案: 【尺寸精度高;组织、性能好;材料利用率高;生产效率高】8、判断题：弹性是指材料可恢复变形的能力。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】9、判断题：块料成形是在塑性成形过程中靠体积的转移和分配来实现的。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】10、判断题：块料成形基于冲压理论，板料成形基于锻压理论。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】第二章单元测试1、判断题：多晶体的塑性变形方式分为晶内变形和晶间变形。

（）选项：A:对答案: 【对】2、判断题：超塑性变形时，晶粒会发生变小，但等轴度基本不变。

（）选项：A:对B:错答案: 【错】3、判断题：金属晶体究竟以哪种方式进行塑性变形，取决于发生哪种变形方式所需的切应力高。

（）选项：A:对B:错答案: 【错】4、单选题：（）。

选项：A:应变速率B:以其余选项都是C:变形温度D:组织结构、晶粒度答案: 【以其余选项都是】5、判断题：晶粒的长大与变形程度、应变速率有关，和变形温度无关。

⾦属塑性成形原理期末复习题1、什么是⾦属塑性？什么是塑性成型？塑性成型有何特点？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称为塑性。

利⽤⾦属在⼀定的外⼒作⽤下产⽣塑性变形，并获得具有⼀定形状、尺⼨和机械性能的材料、⽑坯或零件的加⼯⽅法，称为⾦属的塑性成形（也称压⼒加⼯）。

塑性成型特点：1）组织、性能好2）材料利⽤率⾼3）尺⼨精度⾼4）⽣产率⾼，易实现连续化、⾃动化、⾼速、⼤批量⽣产不⾜：设备较庞⼤，相对能耗较⾼，成本较⾼2试述塑性成型的⼀般分类？⼀、板料成型：1、⼀次加⼯：1）轧制2）挤压3）拉拔2、⼆次加⼯：1）⾃由锻2)模锻⼆、块料成型：1、分离⼯序:1)冲裁2）落料2、成型⼯序：1）弯曲2）拉深三、按温度分：热成型、冷成型、温成型3、试简述滑移和孪⽣两种变形机理的主要区别？滑移与孪⽣的⽐较滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同孪⽣：已孪⽣部分（孪晶）和未孪⽣部分(基体)的位向不同，两部分之间具有特定的位向关系（镜⾯对称）2）变形机制：滑移是全位错运动的结果；孪⽣是部分位错3）对塑性变形的贡献：总变形量⼤；孪⽣（⼩）4）变形应⼒：近似临界分切应⼒；⾼于临界分切应⼒5）变形条件：⼀般情况下，先发⽣滑移变形；滑移变形难以进⾏时，或晶体对称度很低、变形温度较低、加载速率较⾼，发⽣孪⽣变形4、试分析多晶体塑性变形的特点？（1）各晶粒变形的不同时性⾸先在位向有利、滑移系上切应⼒分量已优先达到临界值的晶粒内发⽣（2）各晶粒变形的相互协调性晶粒的变形需要相互协调配合，才能保持晶粒之间的连续性，即变形不是孤⽴和任意的。

（3）变形的不均匀性软位向的晶粒先变形，硬位向的晶粒后变形，其结果必然是各晶粒变形量的差异，这是由多晶体的结构特点所决定的。

5、什么是加⼯硬化？加⼯硬化产⽣的原因？加⼯硬化对塑性加⼯有何利弊？1）加⼯硬化：塑性变形时，随着内部组织结构变化，⾦属⾦属强度、硬度增加，⽽塑性、韧性降低的现象。

金属塑性加工原理考试试卷（箭头表考试试卷（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. 岀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. 分别画岀挤压、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？o = -4?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？随着加工的进行会岀现什么现象？为什么? 示轧制方向）<——T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W1. 铝棒的加热温度为即挤压时的变形温度为考试试卷（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 a z = _________________________________________________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。

一、名词解释（每题3分，共15分）1．非均质形核答：液态金属中新相以外来质点为基底进行形核的方式。

2．粗糙界面与光滑界面答：粗糙界面：a≤2，固液界面上有一半点阵位置被原子占据，另一半位置则空着，微观上是粗糙的；光滑界面：a＞2，界面上的位置几乎被原子占据，微观上是光滑的。

3．内生生长与外生长答：内生生长：晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式外生生长：在液体内部生核自由生长的生长方式。

4．沉淀脱氧答：沉淀脱氧是指将脱氧元素（脱氧剂）溶解到金属液中与FeO直接进行反应而脱氧，把铁还原的方法。

5．缩孔缩松答：缩孔：纯金属或共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞；缩松：具有宽结晶温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔。

二、填空（每空1分，共15分）1．液体原子的分布特征为长程无序、短程有序，即液态金属原子团的结构更类似于固态金属。

2．界面张力的大小与界面两侧质点结合力大小成反比。

衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小。

润湿角越小，说明界面能越小.3．金属结晶形核时，系统自由能变化△G由两部分组成，其中相变驱动力为体积自由能的降低，相变阻力为表面能的升高。

4．一般铸件的宏观组织由表面细晶区、柱状晶区和内部等轴晶区三个晶区组成。

5．根据熔渣随温度变化的速率可将焊接熔渣分为“长渣”与“短渣”。

“长渣”是指随温命题教师注意事项：1、主考教师必须于考试一周前将试卷经教研室主任审批签字后送教务科印刷。

2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。

6．金属中的气孔按气体来源不同可分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。

三、间答（每题5分，共30分）1．铸件的凝固方式及影响因素。

答：铸件凝固方式：体积凝固，中间凝固和逐层凝固方式影响因素包括：金属的化学成分和结晶温度范围大小、铸件断面上的温度梯度。

2．用图形表示K0＜1的合金铸件单向凝固时，在以下四种凝固条件下所形成的铸件中溶质元素的分布曲线：（1）平衡凝固；（2）固相中无扩散而液相中完全混合；（3）固相中无扩散而液相中只有扩散；（4）固相中无扩散而液相中部分混合。

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。

Ⅱ按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。

1）衡量金属或合金的塑性变形能力的塑性指标有和等。

2）应力球张量可以使物体产生变化，应力偏张量使物体产生变化。

3）厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。

4）当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。

5）目前材料的超塑性有两类，分别是和等6）影响金属塑性的主要因素除材料本身的化学成分和组织状态外，还有、和等。

7）塑性成形力学中的基本假设有、、与一般条件下忽略体积力的影响等。

8）金属塑性成形时，根据坯料与工具接触表面之间的润滑状态的不同，可以把摩擦分为三种类型即：，和。

9）筒形件拉深过程中可能出现的缺陷是凸缘变形区和凸模圆角处材料1) 简述提高金属塑性的常用措施？2）简述塑性变形时应力—应变关系的特点。

3） 全量理论在什么情况下与增量理论等同，或在什么情况下使用具有足够的准确性？4）影响摩擦系数的主要因素有哪些？。

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 ：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=505050505ijσ，单位为 MPa ，（ 1 ）画出该点的应力微元体； ( 2 )求出该点的应力偏张量和应力球张量（3）求出该点的应力张量不变量、主应力及主方向。

四、试分析桶形件拉深时各个区域的应力应变状态，绘出应力状态图。

（指出各部分应力，应变的正负）。

五、已知两端封闭的薄壁圆筒，其半径为r,筒壁厚度为t,受内压P 的作用，试求圆筒产生屈服时的内压力P （设材料单向拉伸时的屈服应力为σs ，应用Mises屈服准则）。

点应力状态指物体内一点任意方位微小面积上所受的应力情况，包括应力的、和。

3）应力球张量对应着变化，应力偏张量对应着材料的变化。

4）与名义应变相比，真实应变（对数应变）具有和的特点。

5）塑性变形时应力与应变之间的关系不一定是关系，而与有关系。

7）厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。

8)当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。

一、名词解释1. 主应力：只有正应力没有切应力的平面为主平面，其面上的应力为主应力。

2. 主切应力：切应力最大的平面为主切平面，其上的切应力为主主切应力。

3. 对数应变 答：变形后的尺寸与变形前尺寸之比取对数4. 滑移线 答：最大切应力的方向轨迹。

5. 八面体应力：与主平面成等倾面上的应力6. 金属的塑性：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。

7. 等效应力：又称应力强度，表示一点应力状态中应力偏张量的综合大小。

8. 何谓冷变形、热变形和温变形：答冷变形：在再结晶温度以下，通常是指室温的变形。

热变形：在再结晶温度以上的变形。

温变形在再结晶温度以下，高于室温的变形。

9. 何谓最小阻力定律：答变形过程中，物体质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路。

10.金属的再结晶 答：冷变形金属加热到一定的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。

11. π平面 答：是指通过坐标原点并垂于等倾线的平面。

12.塑性失稳 答：在塑性加工中，当材料所受的载荷达到某一临界后，即使载荷下降，塑性变形还会继续，这种想象称为塑性失稳。

13.理想刚塑性材料：在研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。

P13914.应力偏张量：应力偏张量就是应力张量减去静水压力，即：σij ′ =σ－δij σm二、填空题1. 冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生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. 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 。

4. 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。

5. 超塑性的特点:大延伸率、低流动应力、无缩颈、易成形、无加工硬化 。

6. 细晶超塑性变形力学特征方程式中的m 为:应变速率敏感性指数。

7. 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 。

《金属塑性成形原理》试卷及答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《金属塑性成形原理》试卷及答案一、填空题1. 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＝。

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。

3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。

4. 等效应力表达式：。

5.一点的代数值最大的 __ 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。

6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。

7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。

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，塑性提高。

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 ｍ等于中间主应力 ２。

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 １＝０.1，第二次的真实应变为 ２＝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。

1. 冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生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. 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4. 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5.超塑性的特点:大延伸率 低流动应力 无缩颈 易成形 无加工硬化6. 细晶超塑性变形力学特征方程式中的m 为:应变速率敏感性指数7. 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8. 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9. 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)10. 晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小,金属的塑性越好11. 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12. 通过试验方法绘制的塑性 — 温度曲线,成为塑性图13. 用对数应变表示的体积不变条件为:14. 平面变形时,没有变形方向(设为z 向)的正应力为:12132()z m σσσσσ==+= 15. 纯切应力状态下,两个主应力数值上相等,符号相反16. 屈雷斯加屈服准则和米塞斯屈服准则的统一表达式为:13s σσβσ-=,表达式中的系数β的取值范围为:1 1.155β=17. 塑性变形时,当主应力顺序123σσσ>>不变,且应变主轴方向不变时,则主应变的顺序为:123εεε>> 18. 拉伸真实应力应变曲线上,过失稳点(b 点)所作的切线的斜率等于该点的:真实应力Y b 19. 摩擦机理有：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论20. 根据塑性条件可确定库伦摩擦条件表达式中的μ的极限值为（0.5---0.577） 21.速度间断线两侧的法向速度分量:相等22. 不考虑速度间断时的虚功(率)方程的表达式为:1 下面选项中哪个不是热塑性变形对金属组织和性能的影响( ) A 改善晶粒组织 C 形成纤维组织 B 产生变形织构 D 锻合内部缺陷2 导致钢的热脆性的杂质元素是( ) A 硫 C 磷 B 氮 D 氢3 已知一点的应力状态为ij q q q q q q q q q σ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则该点属于( ) A 球应力状态 C 平面应力状态 B 纯切应力状态 D 单向应力状态4 一般而言，接触表面越光滑，摩擦阻力会越小，可是当两个接触表面非常光滑时，摩擦阻力反而提高，这一现象可以用哪个摩擦机理解释（ ） A 表面凸凹学说 C 粘着理论 B 分子吸附学说5 计算塑性成形中的摩擦力时，常用以下三种摩擦条件，在热塑性成形时，常采用哪个（ ） A 库伦摩擦条件 C 常摩擦条件 B 最大摩擦条件6 小应变几何方程用角标符号表示为（ ）A1()2j i i j u u x x ∂∂+∂∂ C 1()2j i i ju ux x ∂∂+∂∂ Biiu x ∂∂7 下面关于应变增量ｄεｉｊ的叙述中错误的是（）A 与加载过程中的某一瞬时的应力状态相对应B 在列维－米塞斯理论中，应变增量主轴与该瞬时的应力主轴重合C应变增量主轴与当时的应变全量主轴不一定重合Ｄ应变增量ｄεｉｊ对时间ｔ的导数即为应变速率εｉｊ8 关于滑移线的说法，错误的是（）A 滑移线必定是速度间断线B 沿同一条滑移线的速度间断值为常数C 沿滑移线方向线应变增量为零D 直线型滑移线上各点的应力状态相同9 根据体积不变条件，塑性变形时的泊松比ν（）A ＜0.5 C ＝0.5B ＞0.510 下面关于粗糙平砧间圆柱体镦粗变形说法正确的有（）A I区为小变形区B II区为难变形区C III区为小变形区ＤII区为小变形区11 动可容速度场必须满足哪些条件（）A 体积不变条件B 力边界条件C 变形体连续性条件D 速度边界条件12 下面哪些选项属于比例加载应满足的条件（）A 塑性变形量很小，与弹性变形属于同一数量级B 外载荷各分量按比例增加C 加载过程中，应变主轴与应力主轴固定不变且重合 Ｄ 泊松比<0.5研究塑性力学行为时，常用的基本假设有：A 连续性B 均匀性和各向异性C 体积力为零 Ｄ 体积不变如果一个角标符号带有m 个角标，每个角标取n 个值，则该角标符号代表（ ）个元素。

塑性成形原理试题及答案一、选择题1. 塑性成形是指材料在外力作用下发生永久变形而不破坏的过程，以下哪种材料不适合进行塑性成形？A. 低碳钢B. 铝合金C. 陶瓷D. 钛合金答案：C2. 在塑性成形过程中，材料的塑性变形主要发生在哪个区域？A. 弹性变形区B. 塑性变形区C. 断裂区D. 疲劳区答案：B3. 以下哪种塑性成形方法不需要模具？A. 锻造B. 挤压C. 拉拔D. 冲压答案：A二、填空题4. 塑性成形的基本原理是材料在_________作用下发生塑性变形。

答案：外力5. 塑性成形过程中，材料的塑性变形能力通常用_________来衡量。

答案：塑性指数6. 塑性成形过程中，材料的变形程度通常用_________来表示。

答案：应变三、简答题7. 简述塑性成形的三个基本条件。

答案：塑性成形的三个基本条件包括：（1）材料必须具有足够的塑性；（2）外力必须足够大，以克服材料的内部阻力；（3）材料必须在适当的温度和速度下进行变形。

8. 描述塑性成形过程中的应力-应变曲线，并解释其各阶段的含义。

答案：塑性成形过程中的应力-应变曲线通常包括三个阶段：弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段。

在弹性阶段，材料仅发生弹性变形，应力和应变成正比；屈服阶段是材料开始发生塑性变形的起点，此时应力达到屈服强度；在塑性流动阶段，材料继续发生塑性变形，但应力保持相对稳定。

四、计算题9. 假设一块材料经过塑性成形后，其长度从L1变为L2，求其应变ε。

答案：应变ε可以通过公式ε = (L2 - L1) / L1计算得出。

10. 如果已知材料的屈服强度σy和塑性变形前的应力σ1，求材料在塑性变形前的应变ε1。

答案：材料在塑性变形前的应变ε1可以通过公式ε1 = σ1 / E 计算得出，其中E是材料的弹性模量。

五、论述题11. 论述塑性成形在工业生产中的应用及其重要性。

答案：塑性成形在工业生产中应用广泛，如汽车制造、航空航天、建筑行业等。

金属塑性加工原理考试总复习一、 填空题1.韧性金属材料屈服时, 米塞斯 准则较符合实际的; 2. 描述变形大小可用线尺寸的变化与方位上的变化来表示,即线应变正应变和切应变剪应变3.弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化,泊松比5.0<ν 4. 在塑形变形时,需要考虑塑形变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料叫做理想刚塑性材料;5.塑形成形时的摩擦根据其性质可分为干摩擦,边界摩擦和流体摩擦; 6. 根据条件的不同,任何材料都有可能产生两种不同类型的断裂：脆性断裂和韧性断裂;7.硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 ; 8.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 ; 9. 应力状态中的 压 应力,能充分发挥材料的塑性;10. 平面应变时,其平均正应力ｍ等于 中间主应力２; 11. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 下降 ;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. 材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为１＝０.1,第二次的真实应变为２＝０.25,则总的真实应变＝14. 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 ;15.塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、流体摩擦、边界摩擦16.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;17.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性升高;18.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化、皂化处理;19.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;20.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;21.塑性指标的常用测量方法拉伸实验,扭转实验,压缩试验 ;22.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;23.物体受外力作用下发生变形,变形分为变形和变化;24.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小25.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小;26.在研究塑性变形时,即不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料称为理想刚塑性材料27.材料的塑性变形是由应力偏张量引起的,且只与应力张量的第二不变量有关;28.金属塑性加工时,工具与坯料接触面上的摩擦力采用库伦摩擦条件、最大摩擦条件、摩擦力不变条件三种假设;29.轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变等于周向的正应力;30.在单向拉伸时,常用延伸率、断面收缩率两个塑性指标来衡量塑性变形的能力;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；2.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B;Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法；3.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；4.塑性变形之前不产生弹性变形或者忽略弹性变形的材料叫做A;Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料；5.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；6.应力状态中的B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；7.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；8.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；9.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显着伸长的现象称为A;Ａ、纤维组织；Ｂ、变形织构；Ｃ、流线；10．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；11. 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 A 散逸,这叫最大散逸功原理;Ａ、能量； Ｂ、力； Ｃ、应变；12. 轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变 C 周向的正应变,径向正应力力 C 周向正应力;A 、大于B 、小于C 、等于三、判断题对打√,错打×1. 合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降; ×2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的; ×3.结构超塑性的力学特性为m k S 'ε=,对于超塑性金属m =; × 4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构; √5. 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; ×6. 变形速度对摩擦系数没有影响;× 7. 静水压力的增加,有助于提高材料的塑性; √8. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致; ×9. 塑性是材料所具有的一种本质属性; √10. 碳钢中碳含量越高,碳钢的塑性越差;×11.在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料;×12.塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线;√13.二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂;;×14.按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=; ×15.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; 错16.静水压力的增加,对提高材料的塑性没有影响;×17.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料;×18.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线;√19.塑性是材料所具有的一种本质属性;√20.塑性就是柔软性;×21.在塑料变形时金属材料塑性好,变形抗力就低,例如：不锈钢×22.如果已知位移分量,则按几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; ×23.当材料受单向应力时,β=1,两准则重合；在纯剪应力作用下,两准则差别最大；√24.球应力在所有方向都没有剪切力,故不能产生体积变化,只能使物体产生形状变化和塑性变形;×25.应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;√26.常摩擦力定律 =m·k ,式中摩擦因子m 要大于1; ×四、名词解释1.什么是刚塑性材料,刚塑性硬化材料不考虑塑性变形之前的弹性变形的材料; 不考虑塑性变形之前的弹性变形,但需要考虑变形过程中的加工硬化的材料;2.什么是塑形本构关系塑性变形时应力与应变之间的关系;3.什么是干摩擦、边界摩擦、流体摩擦金属与工具的接触表面之间不存在任何外来介质,即直接接触时产生的摩擦成为干摩擦；当金属与工具表面加入润滑层较厚,摩擦副在相互运动中不直接接触,完全由润滑油膜隔开,摩擦发生在流体内部分子之间成为流体摩擦；当金属与工具之间的接触表面上加润滑剂时,随着接触压力的增加,金属表面突起部分被压平,润滑剂被挤入凹坑中,压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑膜,是一种单分子膜,这种单分子膜润滑的状态称为边界摩擦;4.塑性成形中摩擦机理是什么5.塑性加工中的摩擦与机械摩擦的区别,并从积极与消极两方面说明它的作用;区别：在高压下产生的摩擦；较高温度下的摩擦；伴随着塑性变形而产生的摩擦；摩擦副的性质相差大;消极：改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;6.什么是滑移线、滑移线场滑移线是塑形变形体内个点的最大剪应力的轨迹,最大剪应力成对出现并正交,因此滑移线在变形体区组成两族相互正交的网络为滑移线场;7.什么是均匀场、简单场一族滑移线为直线,另一族则与滑移线正交的滑移线为曲线,称为简单场；滑移线场由两组正交的平行的直线构成称为均匀场;8.什么是速度间断若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;9.什么是虚功原理、什么是最大逸散功原理虚功原理：对稳定平稳状态的变形体给予符合几何约束条件的微小虚位移,则外力在此虚位移上所作的虚功,必然等于变形体内的应力在虚应变上所作的虚应变功; 最大逸散功原理：对刚塑性体一定的应变增量场而言在所有屈服准则的应力场中,与该应变增量场符合的应力应变关系的应力场所做塑性功最大; 10.什么是冷脆、红脆、蓝脆、热脆、白点当磷含量大于%时,钢完全变脆,冲击韧性接近于零,成为冷脆；当钢在800~1200°C 范围内热加工时没由于晶界处的硫化铁共晶体熔化,导致锻件开裂称为红脆；在室温或稍高温度下,氮将以N Fe 4形式析出,使钢的强度,硬度提高,塑性韧性大为降低,这种现象成为时效脆性或蓝脆；当含氢量较高的钢锭经锻轧后较快冷却,从固溶体析出的氢原子来不及向表面扩散,而集中在缸内缺陷处形成氢分子,产生相当大的压力,在压力、应力等作用下,会出现小裂纹即白点；FeO 和FeS 在铁素体中形成低熔点的共晶组织,分布于晶界处,造成钢的热脆;11. 什么是超塑性材料的伸长率超过100%的现象;12. 什么是静态回复和静态再结晶是依靠变形金属所具有的热量,使其原子运动的动能增加而恢复到稳定位置上： 金属经塑性变形后,在较高的温度下出现新的晶核,这些晶核逐渐长大代替 了原来的晶体,此过程成为动态再结晶;13. 最小阻力定律答案：塑性成形的最小阻力定律：在塑性变形过程中,如果金属质点有向几个方向移动的可能时,则金属各质点将向阻力最小的方向移动,即做最少的功,走最短的路;14. 在结构超塑性的力学特性mk S •=ε中,m 值的物理意义是什么 答案：εσ=ln d ln d m 为应变速率敏感性系数,是表示超塑性特征的一个极重要的指标,当m 值越大,塑性越好;15. 何谓冷变形、热变形和温变形,他们各自的优缺点是什么答案：冷变形：在再结晶温度以下通常是指室温的变形;热变形：在再结晶温度以上的变形;温变形：在再结晶温度以下,高于室温的变形;冷变形的产品精度高,但材料的变形抗力大,产品表面质量非常好;热变形的产品精度不高,材料的变形抗力小,产品有氧化,表面质量非常不好;; 温变形的产品精度高,材料的变形抗力也不大,产品表面质量比较好;16. 最大散逸功答案：是由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的能量散逸或能量消耗,这叫最大散逸功原理;17. 上限法的基本原理是什么按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;五、简答题1. 什么是应力张量不变量,应力特征方程式什么321J J J 应力特征方程：032213=---J J J σσσ2. 什么是应力偏张量和球应力张量,他们的物理意义是什么球应力在所有方向都没有剪应力,故不能使物体产生形状变化和塑性变形,而只能产生体积变化;应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;3. 平面应力状态和轴对称应力状态的特点及其对应的应力张量平面应力状态：（1） 变形体内所有的质点在某一方向垂直的平面上没有应力作用；（2） 各应力分量与Z 轴无关,整个物体的应力分布可以在xy 坐标平面上表示出来;轴对称应力状态：（1） 由于通过旋转体轴线的平面,即ϕ面在变形过程中始终不会扭曲,所以在ϕ面上没有剪应力,而且ϕσ是主应力;（2） 各应力分量与ϕ坐标无关;4. 两个屈服准则有何区别,在什么状态下两个屈服准则相同,什么状态下差别最大 两个屈服准则相比,数学表达式右边相差系数β,当中间应力1=β时,时两个屈服准则的数学表达式相同,当155.1=β时,两个屈服准则差别最大;5. 弹性变形时应力-应变关系有哪些特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案：塑性应力与应变关系有如下特点：1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合; 4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;6. 塑性加工时接触表面的摩擦条件有哪几种,其数学表达式有什么不同 库伦摩擦条件：)577.0~5.0(==μμστn最大摩擦条件：k =τ,根据塑性条件,在轴对称情况下,T k σ5.0=,在平面变形条件下,T k σ577.0=摩擦力不表条件：)0.1~0(=•=m k m τ 7. 影响摩擦的主要因素有哪些金属的种类和化学成分； 工具材料及其表面状态； 接触面上的单位压力； 变形温度； 变形速度； 润滑剂; 8. 什么是上限法,其优点有哪些按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;优点：（1） 不仅适用于平面问题,也适用于轴对称问题和三维问题 （2） 上限法虽是一种高估的近似解,可使之尽可能接近真实解（3） 便于与计算机结合,用以模拟工件与工具的接触面上单位压力分布及进行模具设计;（4） 上限法已成功地用于分析裂纹的产生,计算最佳工艺参数,并开始处理加工硬化材料,疏松材料,以及考虑高速成形时惯性的影响;9. 影响塑性的主要因素及提高塑性的途径有哪些 影响塑性的内部因素:化学成分； 合金元素； 组织结构； 外部因素：变形温度； 变形速度； 变形程度； 应力状态； 变形状态； 尺寸因素； 周围介质；提高尽速塑性的因素：控制化学成分,改善组织结构,提高材料的成分和组织的均匀性；采用合适的变形温度,速度制度；选用三向压应力较强的变形过程,减小变形的不均匀性,尽量造成均匀的并行状态；避免加热和加工时周围介质的不良影响等;10.为什么静水压力能提高金属的塑形（1）塑性加工若没有再结晶和溶解沉淀等修复机构时,晶见变形会使晶间显微破坏得到积累,进而迅速地引起多晶体的破坏,而三向压缩能遏止晶粒边界相对移动,使晶间变形困难;（2）三向压缩使金属变得更为致密,其各种显微破坏得到修复,甚至其宏观破坏也得到修复,而三向拉伸则加速各种破坏的发展;（3）三向压缩能完全或局部地消除变形物体内数量很小的某些夹杂物甚至液相对塑性的不良影响;而三向拉应力会使这些地方形成应力集中,加速金属破坏出现;（4）三向压缩能完全抵偿或大大降低由于不均匀变形所引起的附加拉伸应力,减轻拉应力的不良影响;11.影响动态回复的因素有哪些金属的点阵类型；应变速率和温度；溶质元素的影响；第二相的影响；原始亚结构的影响;12.热加工过程中金属组织有哪些变化1铸态组织中的缩孔、疏松、空隙、气泡等缺陷得到压密或焊合;金属在变形中由于加工硬化所造成的不致密现象,也随着再结晶的进行而恢复;2在热加工变形中可使晶粒细化和夹杂物破碎;3形成纤维组织;4产生带状组织;13.影响断裂类型的因素有哪些变形温度；变形速度；应力状态14.可谓脆性断裂,何为韧性断裂脆性断裂：断面外观上没有明显的塑性变形迹象,直接由弹性变形状态过渡到断裂,断裂面和拉伸轴接近正交,断口平齐; 韧性断裂：在断裂前金属经受了较大的塑性变形,其断口成纤维状,灰暗无光;15.等效应力有何特点写出其数学表达式;答案：等效应力的特点：等效应力不能在特定微分平面上表示出来,但它可以在一定意义上“代表”整个应力状态中的偏张量部分,因而与材料的塑性变形密切有关;人们把它称为广义应力或应力强度;等效应力也是一个不变量;其数学表达式如下：等效应力在主轴坐标系中定义为:在任意坐标系中定义为20. 何谓屈服准则常用屈服准则有哪两种试比较它们的同异点答案：屈服准则：只有当各应力分量之间符合一定的关系时,质点才进入塑性状态,这种关系就叫屈服准则;常用屈服准则：密席斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则同异点：在有两个主应力相等的应力状态下,两者是一致的;对于塑性金属材料,密席斯准则更接近于实验数据;在平面应变状态时,两个准则的差别最大为%;21. 什么是塑性简述提高金属塑性的主要途径答案：提高金属塑性的主要途径：1)提高材料的成分和组织的均匀性2)合理选择变形温度和变形速度3)选择三向受压较强的变形方式4)减少变形的不均匀性22. 在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些答案：润滑的目的是:1减少工模具磨损； 2延长工具使用寿命；3提高制品质量； 4降低金属； 5变形时的能耗; 影响摩擦系数的主要因素：1金属种类和化学成分； 2工具材料及其表面状态；3接触面上的单位压力； 4变形温度；5变形速度； 6润滑剂23. 简述在塑性加工中影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些答案：金属材料变形抗力影响因素有：1材料化学成分、组织结构； 2变形程度；3变形温度；4变形速度；5应力状态；6接触界面接触摩擦24. 什么是速度间断为什么说只有切向速度间断,而法向速度必须连续答案：若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;现设变形体被速度间断面SD分成①和②两个区域；在微段dSD上的速度间断情况如下图所示;根据塑性变形体积不变条件,以及变形体在变形时保持连续形,不发生重叠和开裂可知,垂直于dSD 上的速度分量必须相等,即••-21nnuu,而切向速度分量可以不等,造成②区的相对滑动;其速度间断值为••-=21][ttuuVt25. 简述塑性成形中对润滑剂的要求1润滑剂应有良好的耐压性能,在高压作用下,润滑膜仍能吸附在接触表面上,保持良好的润滑状态；2润滑剂应有良好耐高温性能,在热加工时,润滑剂应不分解,不变质；3润滑剂有冷却模具的作用；4润滑剂不应对金属和模具有腐蚀作用；5润滑剂应对人体无毒,不污染环境；6润滑剂要求使用、清理方便、来源丰富、价格便宜等;26. 简述金属塑性加工的主要优点：结构致密,组织改善,性能提高;材料利用率高,流线分布合理;精度高,可以实现少无切削的要求;生产效率高;27.简述金属塑性加工时摩擦的特点及作用摩擦的不利方面：改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;28.压力加工中所使用的润滑剂有哪几类液体润滑剂中的乳液为什么具有良好的润滑作用29.在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些润滑的目的是:减少工模具磨损；延长工具使用寿命；提高制品质量；降低金属变形时的能耗;影响摩擦系数的主要因素：错误!金属种类和化学成分；错误!工具材料及其表面状态；错误!接触面上的单位压力；错误!变形温度；错误!变形速度；错误!润滑剂30.材料产生塑性变形时,应力与应变关系有何特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案：塑性应力与应变关系有如下特点：1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合;4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;31. 塑性成形时常用的流体润滑剂和固体润滑剂各有哪些石墨和二硫化钼如何起润滑作用32. 主应力法的基本原理是什么（1） 把问题简化成平面问题或轴对称问题（2） 假设变形体内的法相应力分布与一个坐标轴无关 （3） 接触表面摩擦规律的简化 （4） 简化屈服条件（5） 将变形区内的工件性质看作是均匀而各向同性的、变形均匀的,以及某些数学近似处理33. 影响金属塑性流动与变形的主要因素有哪些六、计算题1. 已知一点的应力状态⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1000...155......12ij σ10MPa ,试求该应力空间中x-2y+2z=1的斜面上的正应力n σ和切应力n τ为多少 答案31=V ,32-=m ,32=n2. 已知变形体某点的应力状态为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=015151520015010ij σ （1） 将它分解为应力球张量和应力偏张量 （2） 求出主应力1σ、2σ、3σ的值各为多少（3） 求出八面体正应力8σ和八面体剪应力8τ的值个为多少;3. 试用滑移线法求光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料时的极限载荷P 如图所示;设冲头宽度为2b,长为l,且l b 2≥;4. 某理想塑性材料,其屈服应力为100N/mm 2 ,某点的应力状态为ij σ =求其主应力,并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;应力单位 N/mm 2 ;{提示：σ3-15σ2+60σ-54=0可分解为：σ-9σ2-6σ+6=0};ZXY因此,该点处于弹性状态;5. 已知一点的应力状态10100015520⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ij σMPa,试求该应力空间中122=+-z y x 的斜截面上的正应力n σ和切应力n τ为多少6. 对于oxyz 直角坐标系,受力物体内一点的应力状态为：505050505ij σ-⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭MPa1画出该点的应力单元体;2试用应力状态特征方程求出该点的主应力及主方向； 3求出该点的最大切应力、八面体应力、等效应力;7. 在直角坐标系中,已知物体内某点的应力张量为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=01001-001010-001ij σMPa ； 4 23 答案。

《金属塑性成形原理》试题库一、填空题：1、在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整的能力称为塑性。

2、晶内变形的主要方式是滑移和孪生，其中滑移变形是主要的。

3、一般来说，滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

4、体心立方金属滑移系为12 个；面心立方滑移系为12 个；密排六方滑移系为3 个。

5、孪生是晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变，变形部分与未变形部分构成了镜面对称关系。

6、在多晶体材料中，晶间变形的主要方式是晶体之间的相互滑动和转动。

7、多晶体塑性变形的特点：一是晶粒变形的不同时性；二是各晶粒变形的相互协调性；三是晶粒与晶粒之间以及晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

8、晶体滑移时，滑移方向的应力分量为τ=σμ，μ=cosθcosλ，μ称为取向因子。

9、通常把取向因子μ=0的取向称为硬取向；把μ=0.5的取向称为软取向。

10、固溶体塑性变形时，由于位错应变能的作用，溶质原子会偏聚在位错附近形成特定的分布，这种分布现象称为“柯氏气团”或“溶质气团”。

11、随着变形程度的增加，金属的强度和硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化（或形变强化）。

12、去应力退火是回复在金属中的应用之一，既可保持金属的加工硬化（或形变强化），又可消除残余应力。

13、实验研究表明，晶粒平均直径d与屈服强度σs的关系（Hall-Petch关系）可表达为：σs＝σ0+Kd-1/2。

14、由于塑性变形使得金属形成晶粒具有择优取向的组织，称为形变织构。

15、增大静水压力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻其所造成的拉裂作用。

16、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。

17、金属的超塑性分为细晶超塑性和相变超塑性两大类。

18、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代冷变形组织，这个过程称为金属的再结晶。

一.名词解释1.理想刚塑性材料/刚塑性硬化材料2.拉伸塑性失稳/压缩失稳3.工程切应变/相对线应变4.增量理论/全量理论5.轴对称应力状态/平面应力状态6.屈服轨迹/屈服表面7.动态回复/动态再结晶8.等效应力/等效应变9.弥散强化/固溶强化10.临界切应力/形变织构二.简答题提高金属塑性的基本途径。

试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。

①相组成的影响：单相组织(纯金属或固溶体)比多相组织塑性好。

多相组织由于各相性能不同，变形难易程度不同，导致变形和内应力的不均匀分布，因而塑性降低。

如碳钢在高温时为奥氏体单相组织，故塑性好，而在800℃左右时，转变为奥氏体和铁素体两相组织，塑性就明显下降。

另外多相组织中的脆性相也会使其塑性大为降低。

②晶粒度的影响：晶粒越细小，金属的塑性也越好。

因为在一定的体积内，细晶粒金属的晶粒数目比粗晶粒金属的多，因而塑性变形时位向有利的晶粒也较多，变形能较均匀地分散到各个晶粒上；又从每个晶粒的应力分布来看，细晶粒时晶界的影响局域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。

由于细晶粒金属的变形不均匀性较小，由此引起的应力集中必然也较小，内应力分布较均匀，因而金属在断裂前可承受的塑性变形量就越大。

③锻造组织要比铸造组织的塑性好。

铸造组织由于具有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷，故使金属塑性降低。

而通过适当的锻造后，会打碎粗大的柱状晶粒获得细晶组织，使得金属的塑性提高。

试分别从力学和组织方面分析塑性成形件中产生裂纹的原因。

防止产生裂纹的原则措施是什么？变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么？就大多数金属而言，其总体趋势是：随着温度的升高，塑性增加，但是这种增加并不是简单的线性上升；在加热过程中的某些温度区间，往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。

在一般情况下，温度由绝对零度上升到熔点时，可能出现几个脆性区，包括低温的、中温的和高温的脆性区。