金属塑性成形原理考试复习题

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。

金属塑性成型复习题金属塑性成形原理复习题一、解释名词和术语1塑性:金属产生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

2塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。

3塑性成形:在外力的作用下使金属产生塑性变形，从而加工成所需形状和尺寸的工件的加工方法。

4应力张量 :点的应力状态是一个张量。

5主应力:主平面上的正应力。

6主切应力:斜面上切应力的极大值。

7主平面:切应力为零的平面。

8主切应力平面:主切应力作用的平面。

9平面应力状态:变形体在某一平面上没有应力的作用时物体内质点所处的应力状态。

10平面应变状态:变形体在某一方向不产生变形时物体内质点所处的应力状态。

11轴对称应力状态: 旋转体承受的外力对称于旋转轴分布时物体内质点所处的应力状态。

12位移 :变形体内任一点变形前后的直线距离。

13位移分量:坐标系中，一点的位移矢量在三个坐标轴上的投影。

14对数应变:试样单向拉伸时伸长的总应变。

15主应变 :某一方向上线元没有切应变，只有线应变。

16主切应变:与主切应变方向成45?角方向上的应变。

17应变增量 :将变形体在变形过程中任意瞬间的形状和尺寸作为初始状态，在此基础上产生的无限小应变。

18应变速率:单位时间内的应变。

19全量应变:反映单元体在某一变形过程中的某个阶段结束时的变形大小的应变。

20屈服准则:在一定的变形条件下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性变形状态，这种关系称为屈服准则。

21屈服表面 :屈服准则的数学表达式在主应力空间的几何图形是个封闭的空间曲面，这个封闭的空间曲面称为屈服表面。

22屈服轨迹:两向应力状态下屈服准则的数学表达式，在主应力坐标平面上的几何图形是封闭的曲线，这封闭的曲线，称为屈服轨迹。

23π平面 :在主应力空间中，通过坐标原点并垂直于等倾斜线的平面。

24本构方程:塑性变形时，应力与应变之间的关系称为本构关系，这种关系的数学表达式称为本构方程。

一、填空1、典型的塑性成形工艺包括拉深,挤压,轧制,拉拔等。

2、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。

3、主应变简图采用主应变的个数和方向描述一点的应变状态,满足体积不变条件的应变状态主应变简图有3种。

4、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则相差最大的应力状态是平面应变状态。

5、不考虑材料的弹性,也不考虑材料硬化的材料模型称为理想刚塑性材料;不考虑材料的弹性,考虑材料硬化的材料模型称为刚塑性硬化材料。

6、超塑性成形工艺方法有结构超塑性和动态超塑性。

(相变超塑性)7、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则一致的应力状态是单向应力状态。

8、按照加工特点来分,塑性成形可以分为块料成形和板料成形两大类,其中,常见的块料成形包括拉拔,锻造,挤压,轧制等工艺。

9、冷挤压钢制零件时,需要对制件表面进行磷化处理,磷化处理后必须进行润滑处理,常用的润滑方法是表面皂化。

10、主应力简图共有9种。

满足体积不变条件的主应变简图共有3种。

11、应力偏张量引起物体产生形状变化;应力球张量引起物体产生体积变化。

12、多晶体的塑性变化包括晶内变形和晶间变形,其中,晶间变形的主要方式是滑移。

13、对数应变的主要特点是准确性、叠加性、可比性。

14、塑性应力应变关系与加载历史有关,变形过程中材料体积不变。

15、单位面积的内力被称为应力。

16、多晶体塑性变形的特点包括:具有不均匀性、不同时性、和相互协调性。

17、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。

18、常用的求解塑性工程问题的方法有主应力法、滑移线法、上限元法。

19、塑性成形工艺按成形件的特点可以分为块料成形和板料成形。

20、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。

21、屈雷斯加屈服准则的物理意义为,当材料的最大剪应力达到某一常数时材料就屈服了;米塞斯屈服准则的物理意义为,当材料的等效应力达到某一定值时,材料就屈服了。

22、关于摩擦产生机理有:表面凸凹学说,分子吸附学说,表面粘着学说。

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。

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 。

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。

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。

金属塑性力学复习题答案金属塑性力学复习题答案如下：1. 金属塑性变形的基本机制是什么？答：金属塑性变形的基本机制是位错运动。

在外加应力作用下，位错在晶体内部移动，导致晶体发生塑性变形。

2. 什么是屈服点？答：屈服点是指材料在受到外力作用时，从弹性变形过渡到塑性变形的应力水平。

当应力达到屈服点时，材料开始发生明显的塑性变形。

3. 金属的塑性变形对材料性能有何影响？答：金属的塑性变形会导致材料的晶粒细化，晶界增多，从而提高材料的强度和硬度。

但同时，塑性变形也会导致材料的塑韧性降低，容易产生裂纹和断裂。

4. 如何提高金属的塑性？答：提高金属的塑性可以通过以下方法：1) 选择具有高塑性的材料；2) 通过热处理改善材料的微观组织结构；3) 控制加工过程中的变形速率和温度；4) 采用合适的润滑和冷却措施。

5. 什么是冷加工硬化？答：冷加工硬化是指金属在冷加工过程中，由于塑性变形导致的硬度和强度增加的现象。

冷加工硬化会降低材料的塑性和韧性，因此在后续加工中需要进行退火处理以恢复材料的性能。

6. 金属塑性变形的微观机制有哪些？答：金属塑性变形的微观机制主要包括位错滑移、孪晶形成、相变等。

位错滑移是最常见的塑性变形机制，而孪晶形成和相变在特定条件下也会发生。

7. 什么是金属的塑性比？答：金属的塑性比是指材料在拉伸过程中，塑性变形量与总变形量的比值。

塑性比越高，说明材料的塑性越好，越不容易在拉伸过程中发生断裂。

8. 如何通过实验测定金属的塑性？答：通过拉伸实验可以测定金属的塑性。

在拉伸实验中，记录材料在拉伸过程中的应力-应变曲线，通过曲线可以计算出材料的塑性比、延伸率等塑性指标。

9. 金属塑性变形对材料的疲劳寿命有何影响？答：金属塑性变形会降低材料的疲劳寿命。

塑性变形会导致材料表面产生残余应力，增加材料的应力集中，从而加速疲劳裂纹的萌生和扩展，降低材料的疲劳寿命。

10. 如何防止金属塑性变形导致的材料失效？答：防止金属塑性变形导致的材料失效可以采取以下措施：1) 选择合适的材料和加工工艺；2) 控制加工过程中的变形速率和温度；3) 采用合适的润滑和冷却措施；4) 对加工后的零件进行适当的热处理以消除残余应力；5) 定期对零件进行检测和维护，及时发现并处理潜在的缺陷。

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。