材料成形基本原理合肥工大14-15章习题课
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第二章
2-1、曲柄压力机由那几部分组成?各部分的功能如何?
答:曲柄压力机由以下几部分组成:1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成,将旋转运动转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成,将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成,控制工作机构的运行状态,使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成,电动机提供能源,飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。6、辅助系统。包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性。
2-2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的?它们与冲压工艺的联系如何?
答:速度的变化规律为正弦曲线,加速度的变化规律为余弦曲线,位移的变化规律为
2-3、分析曲柄滑块机构的受力,说明压力机许用负荷图的准确含义
答:曲柄压力机工作时,曲柄滑块机构要承受全部的工艺力,是主要的受力机构之一
理想状态下滑块上受到的作用力有:工件成形工艺力F、连杆对滑块的作用力FAB、导轨对滑块的反作用力FQ,实际上,曲柄滑块机构各运动副之间是有摩擦存在的,考察摩擦的影响以后,各环节的受力方向及大小发生了变化,加大了曲轴上的扭矩。曲柄压力机曲轴所受的扭矩Mq除与滑块所承受的工艺力F成正比外,还与曲柄转角a有关,在较大的曲柄转角下工作时,曲轴上所受扭矩较大。
通过对曲柄滑块的受力分析,结合实际情况得出的许用负荷图用以方便用户正确选择设备。
2-5装模高度的调节方式有哪些?各有何特点?
三种调节方法有:1、调节连杆长度。该方法结构紧凑,可降低压力机的高度,但连杆与滑块的铰接处为球头,且球头和支撑座加工比较困难,需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。2、调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构,与球头式连杆相比,柱销式连杆的抗弯强度提高了,铰接柱销的加工也更为方便,较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。3、调节工作台高度。多用于小型压力机。
>>教学大纲
《材料塑性成形原理》课程教学大纲
一、课程名称
材料塑性成形原理
二、课程类别
必修课
三、学时数、 学分数、开课学期
60学时; 3学分;
四、适用专业
材料成型及控制工程专业
五、课程开设的意义
《材料塑性成形原理》是材料成型及控制专业锻压方向的必修课,是锻压专业的技术基础课。本课程是一门系统地研究材料塑性成形理论及其普遍规律的科学。本课的基本任务是阐述塑性力学基础、复习材料物理部分内容,在此基础上研究塑性成形中的共同规律和特殊规律,目的是把这些规律用于生产,指导生产具体说来有以下三点:
1讲述应力、应变理论、屈服准则、塑性力学本构方程,在此基础上研究材料塑性成形中的有关力学问题的各种解法,目的在于分析变形体内的应力、应变及其分布,确定变形力和变形功,为选择设备吨位、计算模具强度提供依据。
2 复习变形金属学,在些基础上,研究变形条件(变形温度、变形速度、金属强度、应力状态、摩擦条件等)对金属塑性和变形抗力的影响及提高金属塑性和降低变形抗力的措施,目的在于在生产中以最小的能量获取最大的变形,减小工序,提高生产率,同时又要获取性能良好的工件。
3 研究金属变形对变形体的机械性能和物理性能的影响,分析变形条件与组织、性能之间的关系,以便确定金属与合金的塑性加工规范(如变形强度、变形速度、极限变形量、加热速度、冷却速度)。
4讲述材料在塑性成形中的流动规律和变形特点,目的是求得合理的毛坯尺寸,使工件顺利成形,既节约材料又保证质量。
十、本课程与其它课程的联系
本课程为专业基础课,其先行课程为:数学、力学、物理化学、机械工程材料、传热学等。通过本课程的学习,学生将掌握材料成形的基本原理,为进一步学习材料成形工艺等专业课奠定理论基础。
十一、各教学环节学时分配
教学课时分配
序号 章节内容 讲课 实验 上机 其它实践教学环节 机动
绪 论
1.简述塑料、化学纤维和橡胶的分类和主要品种。
2.简述塑料、化学纤维和橡胶所涉及的主要特异性品质指标名称。
3.简要说明化学纤维的线密度和相对强度概念。
4.简述超细纤维的特点和复合纺丝制造方法。
5.简要说明高分子材料成形基本过程和成形过程中的变化。
6.成形制品时选择材料及其成形工艺应遵循哪些基本原则?并简要说明。
第一篇 高分子成形基础理论
第一章 高分子材料的成形品质
1. 高分子的可挤出性受哪些因素的影响?通常如何评价高分子的可挤出性?
2. 挤出细流类型有哪些类型?什么类型是正常纺丝的细流类型?如何实现?
3. 可纺性与哪些因素相关?如何相关?
4. 可纺性理论包括哪两种断裂机理?请简要说明。
5. 什么是模塑性?试画图并说明高分子的最佳模塑区域。
6. 评价模塑性通常采用什么方法?请简要说明方法原理。
7. 聚合物的拉伸曲线有哪三种基本类型?哪两种拉伸曲线具有可延性?如何获得该两种拉伸曲线?
8. 什么是可延性?高分子为什么具有可延性?如何评价可延性?
9. 可延性的影响因素有哪些?如何影响?
10. 试分析高分子成形过程中应如何对待高分子的粘弹性。
11. 试说明高分子成形过程中应如何利用高分子的松弛特性?
12. 高分子应变硬化的物理基础是什么?高分子成形中哪些工艺利用了应变硬化?
13. 合成纤维的成形中经常采用多级拉伸,试问有什么意义?多级拉伸应如何实施?
14. 高分子的热膨胀系数随温度的变化表现出什么样的规律?
15. 简要说明高分子比热容随温度的变化关系?
16. 为什么非晶聚合物的导热系数随温度的变化规律在玻璃态和高弹态不同?
第二章 高分子成形流变学基础
1. 区别三组概念:①剪切流动和拉伸流动;②稳态流动与非稳态流动;③等温流动与非等温流动。
2. 非牛顿流体有几种类型?分别表现出怎样的流动行为? 3. 高分子流体在宽剪切速率范围内为什么往往会出现第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区三个区域的流变特征?
第一章:液态金属的结构与性质
1雷诺数Re:当Re>2300时为紊流,Re<2300时为层流。Re=Du/v=Duρ/η,D为直径,u为流动速度,v为运动粘度=动力粘度η/密度ρ。层流比紊流消耗能量大。
2表面张力:表面张力是表面上平行于切线方向且各方向大小相同等的张力。
润湿角:接触角为锐角时为润湿,钝角时为不润湿。
3压力差:当表面具有一定的曲度时,表面张力将使表面的两侧产生压力差,该压力差值的大小与曲率半径成反比,曲率半径越小,表面张力的作用越显著。
4充型能力:充型过程中,液态金属充满铸型型腔,获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充型能力。
5长程无序、近程有序:液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性,表现出长程无序特征;而相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停游荡着的局域有序的原子集团,液体结构表现出局域范围内的近程有序。
拓扑短程序:Sn Ge Ga Si等固态具有共价键的单组元液体,原子间的共价键并未完全消失,存在着与固体结构中对应的四面体局域拓扑有序结构。
化学短程序:Li-Pb Cs-Au Mg-Bi Mg-Zn
Mg-Sn Cu-Ti Cu-Sn Al-Mg Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均有化学短程序的存在。
6实际液态金属结构:实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇空穴所组成,同时也含有各种固态液态和气态杂质或化合物,而且还表现出能量结构及浓度三种起伏特征,其结构相对复杂。
能量起伏:液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低,同一原子的能量也在随时间不停的变化,时高时低,这种现象成为能量起伏。结构起伏:由于能量起伏,液体中大量不停游动的局域有序原子团簇时聚时散,此起彼伏而存在结构起伏。浓度起伏:游动原子团簇之间存在着成分差异,而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化,这一现象成为浓度起伏。