金属塑性加工原理课后答案

金属塑性加工原理课后答案

【篇一：金属塑性加工原理试题及答案中南大学考试试卷(试题四)】

004 —— 2005 学年第二学期 时间 110 分钟

金属塑性加工原理 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷 专业年级材料 2002 级 总分 100 分，占总评成绩 70%

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____________________。

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）

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)

【篇二：《金属塑性加工原理》考试总复习-2014-12】

txt>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??0.5

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?＝ 0.35

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。

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?ｍ b 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著伸长的现象称为 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

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。（ √ ）

7. 静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。 （ √ ）

9. 塑性是材料所具有的一种本质属性。( √ )

12. 塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线。 （ √ ）

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）

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。 （ √）

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

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。 （ √ ）

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？

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s?k?中，m值的物理意义是什么？

答案： ?m

m?dln?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。 dln?

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

【篇三：金属塑性加工原理试题及答案试题四答案】

>一、名词解释：（本题10分，每小题2分）

1.热效应：金属在塑性变形时的发热现象。

2.动态再结晶：在热变形过程中，在应力作用下的再结晶。

3.外端：变形体处于变形区以外的那一部分坯料。

4.附加应力：物体不均匀变形受到其整体性限制而引起物体内相互平衡的应力。

5.塑性-脆性转变：金属塑性随温度下降等内外因素变化而明显转变为脆性的现象。

二、填空题（本题16分，每小题2分）

1.过变形体任意斜载面上的应力有无，大小，方向的情况、该点三个坐标面上的应力分量

2.反映了弹性变形体积变化的大小、反映形状变化的大小

3.变形过程中某一极短阶段的无限小应变、变形过程中某一瞬间的尺寸

4.单位时间内的应变量、1/秒

5.最大切应力达到某一极限k时，材料发生屈服、材料的弹性形状改变达到某一定值，材料就屈服

6.刚塑性体、弹塑性体

7.弹性变形、加工硬化 8.

、0

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.解：

所以：

由

2. 解：

，对应延伸型应变

内弧线：初始屈服曲面

外弧线：后继屈服曲面

oab、ocd是简单加载

oad、oabd是复杂加载

oab与oabd具有相同的塑性变形，因为b-d是中性变载，只有弹性应变量改变，塑性应变量不变

3. 解：

变形后软层薄，硬层厚

理由：

由塑条或材料软易达到塑条，变形大，簿

由形状改变比解：材料软g小，则大，变形大，簿

由

4.答： 小，则大，则h小，簿

外摩擦特点：接触面压力大，润滑困难，摩擦应力高；温度条件恶劣(如高温)；接触条件不断变化，表面状态不一；摩擦副差异大。

塑性加工所使用的润滑剂种类有：液体润滑剂、固体润滑剂、液-固润滑剂和熔体润滑剂等几种类型。 液体润滑剂主要是通过适当的粘度较大的活性形成一层稳定结实的润滑膜。

固体润滑剂：固体本身的剪切强度低于被加工材料的剪切强度。

液-固润滑剂：兼有上述两者的特点。

熔体润滑剂：在高温下可以在工具与坯料接触面间熔成液体薄膜隔开接触面。

5.答：

不均匀变形的典型现象：轮廓呈现单鼓或双鼓，接触面出现粘着、滑动、侧翻三个区，整个体积分为难、易、自由变形区。

薄板轧制时的裂边主要是变形不均匀，中间延伸大、边部延伸小，造成边部出现附加拉应力，中间附加压应力。当边部的附加拉应力与基本主应力叠加大于材料的断裂强度时出现裂边。另外，热轧件边部温度低，冷轧件边部晶粒粗大，都易裂边。

防止措施：尽量使金属变形均匀如：压下量、坯料厚度、辊型、润滑均匀、合理的加热、热处理等。

6.答：

冷变形的纤维组织：冷变形时晶粒被拉长、拉细或被压扁呈现纤维状。而热变形纤维组织是热变形对非金属夹杂物、第二相等各种缺陷沿最大主变形方向被拉长。冷变形对组织的影响是：形成纤维组织、形成亚结构、变形织构及晶内与晶间的破坏。热变形过程中硬化和软化同时存在可以改善铸锭组织，使金属热变形后晶粒细化、成份趋于均匀、塑性得到改善等。

四、推导题(16分)

解：

由有

应力边界条件：r=r时，

由塑条： 所以：

所以： 由于不包套时 所以包套时接触面大。