【文章內(nèi)容簡介】 分，共7分）得分 評卷人 1．合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。（X）。（X），對于超塑性金屬m =0.）、變形溫度和組織結(jié)構(gòu)。5．屈雷斯加準(zhǔn)則與密席斯準(zhǔn)則在平面應(yīng)變上，兩個準(zhǔn)則是一致的。（X）=。（X）7．變形速度對摩擦系數(shù)沒有影響。（X）四、名詞解釋（每題4分，共8分）得分 評卷人 1．晶體擇優(yōu)生長 答:在樹枝晶生長過程中，那些與熱流方向相平行的枝晶較之取向不利的相鄰枝晶會生長得更為迅速，其優(yōu)先向內(nèi)伸展并抑制相鄰枝晶的生長，這種相互競爭淘汰的晶體生長過程稱為晶體的擇優(yōu)生長。2．偏析 答：一般情況下，鑄件凝固后，從微觀晶粒內(nèi)部到宏觀上各部位，化學(xué)成分都是不均勻的，這種現(xiàn)象稱為偏析。五、簡答題（每題8分，共16分）得分 評卷人 ？試簡要介紹它們的形成原因和控制措施。答：鑄造合金凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮的產(chǎn)生，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)孔洞，稱為縮孔。其中尺寸細小而且分散的孔洞稱為縮松。產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因均在于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值之和大于固態(tài)收縮值。通過定向凝固，同時凝固，控制澆注條件，應(yīng)用冒口、補貼和冷鐵以及加壓補縮等措施可以減小或消除縮孔或縮松。答案：一、提高材料的成分和組織的均勻性 二、合理選擇變形溫度和變形速度 三、選擇三向受壓較強的變形形式 四、減少變形的不均勻性 六、計算題(每題10分，共20分)得分 評卷人 4 2 3 2 6 1 3 1 5 ，其屈服應(yīng)力為100N/mm2，某點的應(yīng)力狀態(tài)為 = 求其主應(yīng)力，并將其各應(yīng)力分量畫在如圖所示的應(yīng)力單 元圖中，并判斷該點處于什么狀態(tài)（彈性/塑性）。（應(yīng)力單位 N/mm2）。{提示：σ315σ2+60σ54=0可分解為：（σ9）（σ26σ+6）=0）}。Z 由 X Y 答案：因此,該點處于彈性狀態(tài)。，假設(shè)一定長度的厚壁筒，內(nèi)徑為d，外徑為D，筒內(nèi)受均勻內(nèi)壓力 p，證明該厚壁筒進入塑性狀態(tài)時極限應(yīng)力。答案：每一橫斷面上的應(yīng)力可認(rèn)為是相同的，是一個平面問題。而且應(yīng)力分布又是軸對稱的，均為零，因此都是主應(yīng)力。用極坐標(biāo)表示的平衡微分方程式將有以下形式：根據(jù)屈服準(zhǔn)則，有 積分得：利用邊界條件決定常數(shù) C：當(dāng)時，則：因此得 當(dāng)時，有最大的壓力—P，所以 試卷編號：(B)卷 課程編號：課程名稱：材料成形原理 考試形式：適用班級：姓名：學(xué)號：班級：學(xué)院：專業(yè)：考試日期：題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 累分人 簽名 題分 20 15 10 20 15 20 100 得分 考生注意事項：本試卷共4頁，請查看試卷中是否有缺頁或破損。如有立即舉手報告以便更換?？荚嚱Y(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場。5． 填空題(每空2 分，共 20 分)得分 評閱人 、和 三種。：當(dāng)物體內(nèi)一點應(yīng)力狀態(tài)的 達到一定值時，材料就屈服。密席斯屈服條件可表述為：當(dāng) 達到一定值時，材料就屈服。，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是 ，全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸，應(yīng)力應(yīng)變之間沒有一般的單值關(guān)系。，數(shù)值越大，則金屬塑性越高。這是因為壓應(yīng)力 晶間變形；壓應(yīng)力有利于 晶體中由于塑性變形引起的各種微觀破壞；三向壓應(yīng)力能 由于變形不均所引起的附加應(yīng)力。南昌大學(xué)2009～2010學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷 得分 評閱人 6． 名詞解釋(每小題5分，共15分) 3．靜態(tài)再結(jié)晶 7． 簡答題(10分)得分 評閱人 多晶體的塑性變形有哪些方式？ 8． 計算題(20分)得分 評閱人 已知物體中某點的應(yīng)力張量為，試將其分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量，并求應(yīng)力偏張量的第一不變量。9． 判斷題(15分)得分 評閱人 已知某點應(yīng)力狀態(tài)試根據(jù)Mises屈服準(zhǔn)則判斷該點是處于彈性狀態(tài)還是處于塑性狀態(tài)？設(shè)材料屈服應(yīng)力為。10． 分析計算題(20分)得分 評閱人 圖示圓柱坯料在平行砧板間鐓粗，設(shè)砧板與坯料間的摩擦力為，試用主應(yīng)力法求鐓粗變形力P。d h P 南昌大學(xué) 科技學(xué)院2009～2010學(xué)年第一學(xué)期期末考試 《塑性成形原理》試卷B答案及評分標(biāo)準(zhǔn) (每空2 分，共 20 分)；體心立方；密排六方。.；等效應(yīng)力。；不重合。；阻礙或抑制；抵消或消除。（每小題5分，共15分）1． 點的應(yīng)力狀態(tài) 是受力物體內(nèi)一點應(yīng)力的完整描述，是用過受力物體內(nèi)一點互相正交的三個微分面上的九個應(yīng)力分量來表示該點的應(yīng)力，由于切應(yīng)力互等，故一點的應(yīng)力狀態(tài)取決于六個獨立的應(yīng)力分量。2． 加工硬化 金屬的變形抗力隨著塑性變形程度增加而增加的現(xiàn)象。3． 靜態(tài)再結(jié)晶 當(dāng)變形金屬加熱到較高溫度時，將形成一些位錯密度很低的新晶粒，這些晶粒不斷增加和擴大，逐漸取代已變形的高位錯密度的晶粒。這一過程稱為靜態(tài)再結(jié)晶。(10分)多晶體的塑性變形有哪些方式？ 答；多晶體的塑性變形有晶內(nèi)變形和晶間變形兩種。晶內(nèi)變形的主要方式是滑移和孿生；晶間變形主要表現(xiàn)為晶粒之間的相互作用和轉(zhuǎn)動。(20分) 已知物體中某點的應(yīng)力張量為，試將其分解為應(yīng)力球張量和應(yīng)力偏張量，并求應(yīng)力偏張量的第一不變量。解：（7分）(8分)(5分)(15分)解：（10分）彈性狀態(tài)（5分）(20分)圖示圓柱坯料在平行砧板間鐓粗，設(shè)砧板與坯料間的摩擦力為，試用主應(yīng)力法求鐓粗變形力P。解：（1）切取基元體，標(biāo)注正應(yīng)力及摩擦力(5分)（2）建立平衡微分方程（5分）由 得（3）列塑性條件（5分）由有 解得：（4）考慮邊界條件（5分）時，因而，于是第三篇：《金屬塑性成形原理》習(xí)題（2）答案《金屬塑性成形原理》習(xí)題（2）答案一、填空題：，則單元內(nèi)任一點外的應(yīng)變可表示為＝。：在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力。：滑移和孿生。：。主應(yīng)力__的指向稱為第一主方向，由第一主方向順時針轉(zhuǎn)所得滑移線即為線。σz=。7．塑性成形中的三種摩擦狀態(tài)分別是：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦。8．對數(shù)應(yīng)變的特點是具有真實性、可靠性和　　　　可加性。9．就大多數(shù)金屬而言，其總的趨勢是，隨著溫度的升高，塑性　提高。10．鋼冷擠壓前，需要對坯料表面進行　　　　磷化皂化　　　潤滑處理。11．為了提高潤滑劑的潤滑、耐磨、防腐等性能常在潤滑油中加入的少量活性物質(zhì)的總稱叫　　　　添加劑。12．材料在一定的條件下，其拉伸變形的延伸率超過１００％的現(xiàn)象叫超塑性。13．韌性金屬材料屈服時，密席斯（Mises）準(zhǔn)則較符合實際的。14．硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生　　熱脆。15．塑性變形時不產(chǎn)生硬化的材料叫做　　理想塑性材料。16．應(yīng)力狀態(tài)中的　　壓　應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。17．平面應(yīng)變時，其平均正應(yīng)力sm等于　中間主應(yīng)力s2。18．鋼材中磷使鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性降低。19．材料經(jīng)過連續(xù)兩次拉伸變形，第一次的真實應(yīng)變?yōu)閑1＝，第二次的真實應(yīng)變?yōu)閑2＝，則總的真實應(yīng)變e＝　　。20．塑性指標(biāo)的常用測量方法拉伸試驗法與壓縮試驗法。21．彈性變形機理原子間距的變化；塑性變形機理位錯運動為主。二、下列各小題均有多個答案，選擇最適合的一個填于橫線上1．塑性變形時，工具表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響　　A　　工件表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響。Ａ、大于；　　　　　　　　　　?。?、等于；　　　　?。?、小于；2．塑性變形時不產(chǎn)生硬化的材料叫做　　　A。Ａ、理想塑性材料；　　Ｂ、理想彈性材料；　　?。?、硬化材料；3．用近似平衡微分方程和近似塑性條件求解塑性成形問題的方法稱為　　　B。Ａ、解析法；　　　?。?、主應(yīng)力法；　　　　　?。?、滑移線法；4．韌性金屬材料屈服時，A　　準(zhǔn)則較符合實際的。Ａ、密席斯；　　?。?、屈雷斯加；Ｃ密席斯與屈雷斯加；5．由于屈服原則的限制，物體在塑性變形時，總是要導(dǎo)致最大的A散逸，這叫最大散逸功原理。Ａ、能量；　　　　　　?。隆⒘?；Ｃ、應(yīng)變；6．硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生　　　A。Ａ、熱脆性；　　　　　　?。隆⒗浯嘈?；　　　　　Ｃ、蘭脆性；7．應(yīng)力狀態(tài)中的　　B　應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。Ａ、拉應(yīng)力；　　　　　　?。?、壓應(yīng)力；　　　　Ｃ、拉應(yīng)力與壓應(yīng)力；8．平面應(yīng)變時，其平均正應(yīng)力sｍ　　B　　中間主應(yīng)力s２。Ａ、大于；　　　　　　　　Ｂ、等于；Ｃ、小于；9．鋼材中磷使鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性B。Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、沒有變化；10．多晶體經(jīng)過塑性變形后各晶粒沿變形方向顯著伸長的現(xiàn)象稱為　A。Ａ、纖維組織；　　　?。隆⒆冃慰棙?gòu)；　　　　　　　?。?、流線；三、判斷題1．按密席斯屈服準(zhǔn)則所得到的最大摩擦系數(shù)μ=。（）2．塑性變形時，工具表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響小于工件表面的粗糙度對摩擦系數(shù)的影響。（）3．靜水壓力的增加，對提高材料的塑性沒有影響。（）4．在塑料變形時要產(chǎn)生硬化的材料叫理想剛塑性材料。（）5．塑性變形體內(nèi)各點的最大剪應(yīng)力的軌跡線叫滑移線。（√）6．塑性是材料所具有的一種本質(zhì)屬性。（√）7．塑性就是柔軟性。（）8．合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。（）9．合金鋼中的白點現(xiàn)象是由于夾雜引起的。（）10．結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性為，對于超塑性金屬m=。（）11．影響超塑性的主要因素是變形速度、變形溫度和組織結(jié)構(gòu)。（√）12．屈雷斯加準(zhǔn)則與密席斯準(zhǔn)則在平面應(yīng)變上，兩個準(zhǔn)則是一致的。（）13．變形速度對摩擦系數(shù)沒有影響。（）14．靜水壓力的增加，有助于提高材料的塑性。（√）15．碳鋼中冷脆性的產(chǎn)生主要是由于硫元素的存在所致。（）16．如果已知位移分量，則按幾何方程求得的應(yīng)變分量自然滿足協(xié)調(diào)方程；若是按其它方法求得的應(yīng)變分量，也自然滿足協(xié)調(diào)方程，則不必校驗其是否滿足連續(xù)性條件。（）17．在塑料變形時金屬材料塑性好，變形抗力就低，例如：不銹鋼（）四、名詞解釋1．上限法的基本原理是什么？答：按運動學(xué)許可速度場來確定變形載荷的近似解，這一變形載荷它總是大于真實載荷，即高估的近似值，故稱上限解。2．在結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性中，m值的物理意義是什么？答：為應(yīng)變速率敏感性系數(shù)，是表示超塑性特征的一個極重要的指標(biāo)，當(dāng)m值越大，塑性越好。3．何謂冷變形、熱變形和溫變形？答：冷變形：在再結(jié)晶溫度以下（通常是指室溫）的變形。熱變形：在再結(jié)晶溫度以上的變形。溫變形：在再結(jié)晶溫度以下，高于室溫的變形。4．何謂最小阻力定律？答：變形過程中，物體質(zhì)點將向著阻力最小的方向移動，即做最少的功，走最短的路。5．何謂超塑性？答：延伸率超過100%的現(xiàn)象叫做超塑性。五、簡答題1．請簡述有限元法的思想。答：有限元法的基本思想是：(1)把變形體看成是有限數(shù)目單元體的集合，單元之間只在指定節(jié)點處鉸接，再無任何關(guān)連，通過這些節(jié)點傳遞單元之間的相互作用。如此離散的變形體，即為實際變形體的計算模型；(2)分片近似，即對每一個單元選擇一個由相關(guān)節(jié)點量確定的函數(shù)來近似描述其場變量（如速度或位移）并依據(jù)一定的原理建立各物理量之間的關(guān)系式；(3)將各個單元所建立的關(guān)系式加以集成，得到一個與有限個節(jié)點相關(guān)的總體方程。解此總體方程，即可求得有限個節(jié)點的未知量（一般為速度或位移），進而求得整個問題的近似解，如應(yīng)力應(yīng)變、應(yīng)變速率等。所以有限元法的實質(zhì)，就是將具有無限個自由度的連續(xù)體，簡化成只有有限個自由度的單元集合體，并用一個較簡單問題的解去逼近復(fù)雜問題的解。理論的基本假設(shè)是什么？答：LevyMises理論是建立在以下四個假設(shè)基礎(chǔ)上的：(1)材料是剛塑性材料，即彈性應(yīng)變增量為零，塑性應(yīng)變增量就是總的應(yīng)變增量；(2)材料符合Mises屈服準(zhǔn)則，即；(3)每一加載瞬時，應(yīng)力主軸與應(yīng)變增量主軸重合；(4)塑性變形時體積不變，即，所以應(yīng)變增量張量就是應(yīng)變增量偏張量，即3．在塑性加工中潤滑的目的是什么？影響摩擦系數(shù)的主要因素有哪些？答：（1）潤滑的目的是:減少工模具磨損；延長工具使用壽命；提高制品質(zhì)量；降低金屬變形時的能耗。（2）影響摩擦系數(shù)的主要因素：答：1）金屬種類和化學(xué)成分；2）工具材料及其表面狀態(tài)；3）接觸面上的單位壓力；4）變形溫度；5）變形速度；6）潤滑劑4．簡述在塑性加工中影響金屬材料變形抗力的主要因素有哪些？答：（1）材料（化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)）；（2）變形程度；（3）變形溫度；（4）變形速度；（5）應(yīng)力狀態(tài)；（6）接觸界面（接觸摩擦）5．為什么說在速度間斷面上只有切向速度間斷，而法向速度必須連續(xù)？答：現(xiàn)設(shè)變形體被速度間斷面SD分成①和②兩個區(qū)域；在微段dSD上的速度間斷情況如下圖所示。根據(jù)塑性變形體積不變條件，以及變形體在變形時保持連續(xù)形，不發(fā)生重疊和開裂可知，垂直于dSD上的速度分量必須相等，即，而切向速度分量可以不等，造成①、②區(qū)的相對滑動。其速度間斷值為6．何謂屈服準(zhǔn)則？常用屈服準(zhǔn)則有哪兩種？試比較它們的同異點？答：（1）屈服準(zhǔn)則：只有當(dāng)各應(yīng)力分量之間符合一定的關(guān)系時，質(zhì)點才進入塑性狀態(tài)，這種關(guān)系就叫屈服準(zhǔn)則。（2）常用屈服準(zhǔn)則：密席斯屈服準(zhǔn)則與屈雷斯加屈服準(zhǔn)則。（3）同異點：在有兩個主應(yīng)力相等的應(yīng)力狀態(tài)下，兩者是一致的。對于塑性金屬材料，密席斯準(zhǔn)則更接近于實驗數(shù)據(jù)。在平面應(yīng)變狀態(tài)時，%。答：（1）潤滑劑應(yīng)有良好的耐壓性能，在高壓作用下，潤滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤滑狀態(tài)；（2）潤滑劑應(yīng)有良好耐高溫性能，在熱加工時，潤滑劑應(yīng)不分解，不變質(zhì)；（3）潤滑劑有冷卻模具的作用；（4）潤滑劑不應(yīng)對金屬和模具有腐蝕作用；（5）潤滑劑應(yīng)對人體無毒，不污染環(huán)境；（6）潤滑劑要求使用、清理方便、來源豐富、價格便宜等。8．簡述金屬塑性加工的主要優(yōu)點?答：（1）結(jié)構(gòu)致密，組織改善，性能提高。（2）材料利用率高，流線分布合理。（3）精度高，可以實現(xiàn)少無