下载文档原格式
一、简述“经典塑性力学”的主要内容，以及“现代塑性力学”的发展概况（选2～3个发展方向加以简单介绍）（20分）答：“经典塑性力学”的主要内容经典塑性理论主要基于凸性屈服面、正交法则和塑性势等概念，描述的是一种均匀连续的介质在外力作用下产生不可恢复的位移或滑移现象的唯象平均。
经典塑性理论主要基于以下三个方面：（1）初始屈服准则；（2）强化准则；（3）流动规则。
经典塑性力学的三个假设(1) 传统塑性势假设。
众所周知,传统塑性势是从弹性势借用过来的, 并非由固体力学原理导出。
因此这是一条假设。
按传统塑性势公式, 即可得出塑性主应变增量存在如下比例关系:(1)式中Q为塑性势函数。
可推证塑性主应变增量与主应力增量有如下关系: (2)由式(1)知式(2)中矩阵[Ap]中的各行元素必成比例,即有(3)且[Ap]的秩为1,它只有一个基向量,表明这种情况存在一个势函数。
由式(1)或式(2) 或传统塑性势理论,都可推知塑性应变增量的方向只与应力状态有关,而与应力增量无关,所以它的方向可由应力状态事先确定。
传统塑性势假设数学上表现为[Ap]中各行元素成比例及[Ap]的秩为1,物理上表现为存在一个势函数, 且塑性应变增量方向与应力具有唯一性。
(2)关联流动法则假设,假设屈服面与塑性势面相同。
无论在德鲁克塑性公设提出之后还是之前, 经典塑性力学中都一直引用这条假设。
对于稳定材料在每一应力循环中外载所作的附加应力功为非负,即有(4)式(4)本是用来判断材料稳定性的,而并非是普遍的客观规律。
然而有人错误地认为德鲁克公设可依据热力学导出, 即应力循环中弹性功为零, 塑性功必为非负,因而式(4)成立。
按功的定义,应力循环中,外载所作的真实功应为(5)式(5)表明,应力循环中只存在塑性功, 并按热力学定律必为非负。
由式(5)还可看出, 真实功与起点应力无关。
由此也说明附加应力功并非真实功, 它只能理解为应力循环中外载所作的真实功与起点应力所作的虚功之差(见下图) 。
试卷（一）一、名词解释（本题10分，每小题2分）1.变形过程中的金属发热现象2.材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化，塑性急剧下降的现象。
3.在热变形过程中，在应力状态下所发生的再结晶。
[金属在热变形过程中发生的再结晶]4.回复温度以下发生的变形。
在物体中，由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起5.的相互平衡的应力。
二.填空题（本题10分，每小题2分）1.[偏应力]，球应力[静水压力]2.变形温度、变形程度、晶粒大小3.真应力、断面收缩率4.适当粘度、良好活性5.稳定细晶（5μm以下）、一定的温度区间()、一定的变形速度()三、判断题（本题10分，每小题2分）1.(√)、(×)、(√)、(×)2.(√)、(×)3.(×)4.(√)5.(×)四、问答题（本题40 分，每小题10 分）1.答：对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳，因为：挤压时静水压力大，塑性好。
缺陷变成线状。
2.答：3.答：相同：使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。
不同：冷变形：基本晶粒沿最大主变形方向拉长；热变形：夹杂物、第二相拉长。
(基体是再结晶等轴晶粒)消除措施：冷变形：完全再结晶退火；热变形：净化，铸锭中尽量减少杂质；高温长时间退火，使夹杂物扩散，改变加工方向。
4.答：(1)种情况沿辊宽变形均匀。
(2)种情况中部易出现裂纹，因为中部附加拉应力。
五、证明题（本题10 分）证：已知Mises塑条可表达为：六、推导题（本题20 分）解：建立直角坐标系xoy如图，上下左右对称只研究第一象限试卷（二）一、名词解释（本小题10分，每小题2分）1.在金属再结晶条件下进行的塑性变形2.在塑性变形的过程中存在弹性变形3.在热变形过程中在应力作用下的再结晶4.物体不均匀变形受到整体性的限制而引起物体内相互平衡的应力5.金属在塑性变形时的发热现象二、填空题（本题22 分，每小题 2 分）1.作用力（主动力）、约束反力2.3、（体积不变条件）3.单位时间内的应变量（应变对时间的变化率）4.5.弹性变形、加工硬化8.变形温度、变形程度、变形速度7.变形温度、变形程度、再结晶晶粒大小8.塑性指标、变形温度9.断面收缩率、真实应力10.弹性变形、塑性变形、断裂11.定摩擦定律和滑动摩擦定律三、判断题（本题10分，每小题2分）1.×2.×3.×4.×5.×四、问答题（本题36 分，每小题 6 分）1.答：：反映了变形体体积改变的剧烈程度：反映了变形体形状改变的剧烈程度：反映了塑性变形的类型2.答：Tresca准则：变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服，π平面上为正六边形Misec准则：弹性形状改变达到定值材料就屈服，π平面上为一个圆两准则在平面应变情况下差别最大3.答：简单加载：应力分量按比例加载，只加载不卸载，应力与应变的主轴重合复杂加载：不满足简单加载条件Levy-Mises增量理论：或4.冷变形纤维组织是晶粒被拉长，拉细压扁呈现纤维状。
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）。
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。
金属塑形加工习题答案金属塑形加工习题答案在金属加工领域中，金属塑形加工是一种常见的工艺，广泛应用于制造业中。
金属塑形加工的目的是通过施加力量和热量来改变金属的形状和尺寸，以满足特定的需求。
本文将为您提供一些常见的金属塑形加工习题答案，希望能对您的学习和理解有所帮助。
1. 什么是金属塑性变形？金属塑性变形是指在一定条件下，金属材料在外力作用下发生变形而不断改变其原有形状的过程。
金属具有良好的塑性，可以通过压力、拉伸、弯曲等方式进行塑性变形。
2. 金属塑性变形的分类有哪些？金属塑性变形可分为冷加工和热加工两种方式。
冷加工是在室温下进行的金属塑性变形，常见的有冷轧、冷拔、冷冲等。
热加工是在高温下进行的金属塑性变形，常见的有热轧、热挤压、热锻等。
3. 金属塑性变形的优点是什么？金属塑性变形具有以下优点：- 可以获得复杂的形状和尺寸；- 可以提高金属材料的强度和硬度；- 可以改善金属材料的机械性能；- 可以提高金属材料的表面质量。
4. 金属塑性变形的缺点是什么？金属塑性变形也存在一些缺点：- 可能引起金属材料的变形和损伤；- 可能导致金属材料的晶粒细化和组织变化；- 可能引起金属材料的残余应力和变形失真。
5. 金属塑性变形的影响因素有哪些？金属塑性变形的影响因素包括：- 温度：温度的升高可以提高金属的塑性，使其更容易发生塑性变形；- 应变速率：应变速率的增加可以增加金属的应力，促使其发生塑性变形；- 应变量：应变量的增加可以使金属发生更大程度的塑性变形；- 金属材料的性质：不同的金属材料具有不同的塑性，对塑性变形的影响也不同。
6. 金属塑性变形的常见工艺有哪些？金属塑性变形的常见工艺包括：- 冷轧：将金属材料经过多次轧制，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸；- 热轧：将金属材料加热至较高温度，然后经过轧制，使其在高温下发生塑性变形；- 冷拔：将金属材料通过模具的拉伸作用，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸；- 热挤压：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的挤压作用，使其在高温下发生塑性变形；- 热锻：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的压制作用，使其在高温下发生塑性变形。
第一章 绪论1. 什么是金属的塑性？什么是塑性成型？塑性成型有何特点？2. 试述塑性成型的一般分类。
3. 本课程的任务是什么？第二章 金属塑性变形的物理基础1. 简述滑移系和孪生两种塑性变形机理的主要区别。
2. 设有一简单立方结构的双晶体，如图2-75所示，如果该金属的滑移系是｛100｝<100>，试问在应力作用下该双晶体中哪个晶体首先发生滑移？为什么？图 2-753. 试分析多晶体塑性变形的特点。
4. 试分析晶粒大小对金属的塑形和变形抗力的影响。
5. 什么是加工硬化？产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对塑形加工生产有何利弊？6. 什么是动态回复？为什么说动态回复是热塑形变形的主要软化机制？7. 什么是动态再结晶？影响动态再结晶的主要因素有哪些？8. 什么是扩散性蠕变？为什么在高温和低速条件下这种塑性变形机理所起的作用越大？ 9. 钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生什么变化？ 10. 冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同？11. 与常规的塑形变形相比，超塑性变形具有哪些主要特征？ 12. 什么是细晶超塑形？什么是相变超塑形？ 13. 超塑性变形力学方程mK Yε=中，m 的物理意义是什么？14. 什么是晶界滑动和扩散蠕变联合机理（A-V 机理）？试用该机理解释一些超塑形变形现象。
15. 什么是塑性？什么是塑性指标？为什么说塑性指标只具有相对意义？ 16. 举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑形的影响。
17. 试分析单相与多相组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
18. 变形温度对金属塑性的影响基本元素规律是什么？19. 什么是温度效应？冷变形和热变形时变形速度对塑形的影响有何不同？ 20. 试结合生产实例说明应力状态对金属塑形的影响。
第三章 金属塑性变形的力学基础1. 如何完整地表示受力物体内任一点的应力状态？原因何在（用文字叙述）？2. 叙述下列术语的定义或含义：张量；应力张量；应力张量不变量；主应力；主切应力；最大切应力；主应力简图；八面体应力；等效应力；平面应力状态；平面应变状态；轴对称应力状态。
《金属塑性成形原理》习题（2）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。
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B。
金属塑性成形原理课后答案金属塑性成形是指金属在一定条件下，通过外力作用，使其形状发生改变而不破坏其内部结构的一种加工方法。
金属材料在塑性变形过程中，其晶粒会发生滑移、再结晶等变化，从而使金属材料产生塑性变形。
金属塑性成形原理是金属材料在外力作用下的变形规律，了解金属塑性成形原理对于加工工程师来说是非常重要的。
首先，金属塑性成形的原理是基于金属材料的晶体结构和变形机理。
金属材料的晶体结构决定了其塑性变形的特性，比如晶粒的大小、形状、排列方式等。
而金属材料的变形机理则是指金属材料在外力作用下，晶粒发生滑移、再结晶等变化的规律。
通过了解金属材料的晶体结构和变形机理，我们可以更好地掌握金属塑性成形的原理。
其次，金属塑性成形的原理还与金属材料的力学性能密切相关。
金属材料的力学性能包括强度、硬度、韧性、塑性等指标，这些指标决定了金属材料在外力作用下的变形能力。
不同的金属材料具有不同的力学性能，因此在进行金属塑性成形时，需要根据金属材料的力学性能选择合适的加工方法和工艺参数。
另外，金属塑性成形的原理还与加工工艺和设备密切相关。
不同的金属材料和不同的零件形状需要采用不同的加工工艺和设备来实现塑性成形。
比如锻造、拉伸、压铸、滚压等加工工艺都是金属塑性成形的常见方法，而锻造机、拉伸机、压铸机、滚压机等设备则是实现金属塑性成形的工具。
最后，金属塑性成形的原理还与加工工程师的经验和技能密切相关。
加工工程师需要具备丰富的金属材料知识、加工工艺知识和设备操作技能，才能够准确地把握金属塑性成形的原理，并且根据实际情况进行加工操作。
总之，金属塑性成形原理是一个复杂而又深刻的学科，它涉及到金属材料的晶体结构、力学性能、加工工艺和设备以及加工工程师的经验和技能等多个方面。
只有深入理解金属塑性成形的原理，才能够在实际生产中取得良好的加工效果。
希望通过学习金属塑性成形原理，大家能够对金属加工有更深入的了解，提高加工技术水平，为相关行业的发展做出更大的贡献。
