【正文】 若變形程度很大，則晶粒呈現(xiàn)為一片纖維狀的條紋，稱為纖維組織。彌散的第二相粒子能阻礙晶界的移動(dòng)，所以會(huì)遏制動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行。金屬越存，發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力越強(qiáng)。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和靜態(tài)再結(jié)晶基本一樣，也會(huì)是通過(guò)形核與長(zhǎng)大來(lái)完成，其機(jī)理也是大角度晶界(或亞晶界 )想高 位錯(cuò)密度區(qū)域的遷移。需要更大的變形量上面已經(jīng)提到了。 Add：動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生在層錯(cuò)能較低的金屬，且當(dāng)熱加工變形量很大時(shí)。因?yàn)檫@類金屬在熱塑性變形過(guò)程中，即使變形程度很大，變形溫度遠(yuǎn)高于靜態(tài)再結(jié)晶 溫度，也只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，而不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。動(dòng)態(tài)回復(fù)是主要是通過(guò)位錯(cuò)的攀移、交滑移等實(shí)現(xiàn)的。 ？為什么說(shuō)動(dòng)態(tài)回復(fù)是熱塑性變形的主要軟化機(jī) 制？動(dòng)態(tài)回復(fù)是在熱塑性變形過(guò)程中發(fā)生的回復(fù) (自發(fā)地向自由能低的方向轉(zhuǎn)變的過(guò)程 )。如大型發(fā)電機(jī)上的護(hù)環(huán)零件 (多用高錳奧氏體無(wú)磁鋼鍛制 )。這樣，要是金屬繼續(xù)變形，就需要不斷增加外力，才能克服位錯(cuò)間強(qiáng)大的交互作 用力。加工硬化的成因與位錯(cuò)的交互作用有關(guān)。這種不均 勻性減小了，內(nèi)應(yīng)力的分布較均勻，因而金屬斷裂前能承受的塑性變形量就更大。 ②晶粒越細(xì)小，金屬的塑性就越好。晶粒越大，這個(gè)距離就越大，位錯(cuò)開動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)， n 也就越大。 ①晶粒越細(xì)，變形抗力越大。 hcp系的多晶體金屬與單晶體比較，前者具有明顯的晶界阻滯效應(yīng)和極高的加工硬化率，而在立方晶系金屬中，多晶和單晶試樣的應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線就沒(méi)有那么大的差別。 6）塑性變形時(shí)，導(dǎo)致一些物理，化學(xué)性能的變化。 Add： 4）滑移的傳遞，必須激發(fā)相鄰晶粒的位錯(cuò)源。晶粒之間的連續(xù)性決定，還要求每個(gè)晶粒進(jìn)行多系滑移； 每個(gè)晶粒至少要求有 5 個(gè)獨(dú)立的滑移系啟動(dòng)才能保證。不同時(shí)性是由多晶體的各個(gè)晶粒位向不同引起的。 。 分離工序：用于使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，如沖裁、剪切等工序； 成型工序：用來(lái)使坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為具有要求形狀和尺寸的零件，如彎曲、拉深等工序。 2）板料成型一般稱為沖壓。 ②模鍛 是將金屬坯料放在與成平形狀、尺寸相同的模腔中使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得與模腔形狀、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。 二次加工： ①自由鍛 是在鍛錘或水壓機(jī)上，利用簡(jiǎn)單的工具將金屬錠料或坯料鍛成所需的形狀和尺寸的加工方法。 ③拉拔 是在金屬坯料的前端施加一定的拉力，將金屬坯料通過(guò)一定形狀、尺寸的模孔使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得與?？仔螤?、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。 ②擠壓 是在大截面坯料的后端施加一定的壓力， 將金屬坯料通過(guò)一定形狀和尺寸的?？资蛊洚a(chǎn)生塑性變形，以獲得符合模孔截面形狀的小截面坯料或零件的塑性成形方法。 一次加工： ①軋制 是將金屬坯料通過(guò)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軋輥間的特定空間使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定截面形狀材料的塑性成形方法。 Ⅰ .按成型特點(diǎn)可分為塊料成形 (也稱體積成形 )和板料成型兩大類 1）塊料成型是在塑性成形過(guò)程中靠體積轉(zhuǎn)移和分配來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 圖 9u*oA=u*oB=u*oC=u*oD=u/sinθ =根據(jù)能量守恒： 2P178。 圖 8 解：根據(jù)滑移線理論，可認(rèn)為變形區(qū)由對(duì)角線分成的四個(gè)剛性三角形組成。i=1（下砧板認(rèn)為靜止不動(dòng)）。 2a，長(zhǎng)度為 L，較 2a 足夠 大，可以認(rèn)為是平面變形。由圖 7可求得各速度間斷值如下： 。 圖 5 答： （ 1）證明 1）在 AC邊界上： 2）在 AO邊界上： 3）根據(jù)變形情況： 4）按屈服準(zhǔn)則： 5）沿族的一條滑移（ OFEB）為常數(shù)（ 2）設(shè) AO 的長(zhǎng)度為 L，則變形抗力為 ： 6．模壁光滑平面正擠壓的剛性塊變形模型如圖 6所示，試計(jì)算其單位擠壓力的上限解 P，設(shè)材料的最大切應(yīng)力為常數(shù) K。設(shè)對(duì)基元板塊列平衡方程得： 因?yàn)?，并略去二次無(wú)窮小項(xiàng)，則上式化簡(jiǎn)成： 假定為均勻鐓粗變形，故： 圖 3 最后得： 該式與精確平衡方程經(jīng)簡(jiǎn)化后所得的近似平衡方程完全相同。 由 (1)式得： （ 2）采用絕對(duì)值表達(dá)的簡(jiǎn)化屈服方程如下： （ 3）從而（ 4）將（ 2）（ 3）（ 4）式聯(lián)立求解，得： （ 5）在邊界上，由（ 3）式，知，代入（ 5）式得： 最后得： （ 6）從而，單位流動(dòng)壓力： （ 7） 3．圖 3 所示的圓柱體鐓粗，其半徑為 re，高度為 h，圓柱體受軸向壓應(yīng)力 sZ，而鐓粗變形接觸表面上的摩擦力 t＝０ .２Ｓ（Ｓ為流動(dòng)應(yīng)力）， sze為鍛件外端（ r=re）處的垂直應(yīng)力。沿負(fù)的徑向的靜力平衡方程為： 展開并略去高階微量，可得： 由于是拉應(yīng)力，是壓應(yīng)力，故，得近似塑性條件為： 聯(lián)解得： 式中的 2．如圖 2 所示，設(shè)有一半無(wú)限體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力，試用主應(yīng)力法求單位流動(dòng)壓力 p。 六、計(jì)算題 1．圓板坯拉深為圓筒件如圖 1所示。 （ 3）精度高，可以實(shí)現(xiàn)少無(wú)切削的要求。 8．簡(jiǎn)述金屬塑性加工的主要優(yōu) 點(diǎn) ?答：（ 1）結(jié)構(gòu)致密，組織改善，性能提高。在平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)準(zhǔn)則的差別最大為 %。 （ 3）同異點(diǎn)：在有兩個(gè)主應(yīng)力相等的應(yīng)力狀態(tài)下，兩者是一致的。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(diǎn)？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(shí)，質(zhì)點(diǎn)才進(jìn)入塑性狀態(tài)，這種關(guān)系就叫屈服準(zhǔn)則。 （ 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(rùn)滑劑 4．簡(jiǎn)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(shuō)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(gè)區(qū)域； 在微段 dSD上的速度間斷情況如下圖所示。 所以有限元法的實(shí)質(zhì)，就是將具有無(wú)限個(gè)自由度的連續(xù)體，簡(jiǎn)化成只有有限個(gè)自由度的單元集合體，并用一個(gè)較簡(jiǎn)單問(wèn)題的解去逼近復(fù)雜問(wèn)題的解。如此離散的變形體，即為實(shí)際變形體的計(jì)算模型； (2)分片近似，即對(duì)每一個(gè)單元選擇一個(gè)由相關(guān)節(jié)點(diǎn)量確定的函數(shù)來(lái)近似描述其場(chǎng)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(gè)單元所建立的關(guān)系式加以集 成，得到一個(gè)與有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的總體方程。 五、簡(jiǎn)答題 1．請(qǐng)簡(jiǎn)述有限元法的思想。 4．何謂最小阻力定律？答：變形過(guò)程中，物體質(zhì)點(diǎn)將向著阻力最小的方向移動(dòng)，即做最少的功，走最短的路。 熱變形：在再結(jié)晶溫度以上的變形。 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(gè)極重要的指標(biāo)，當(dāng) m值越大，塑性越好。） 17．在塑料變形時(shí)金屬材料塑性好，變形抗力就低，例如：不銹鋼（179。） 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(yàn)其是否滿足連續(xù)性條件。 （√）15．碳鋼中冷脆性的產(chǎn)生主要是由于硫元素的存在所致。 （179。 （179。） 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)。） 10．結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性為，對(duì)于超塑性金屬 m=。） 9．合金鋼中的白點(diǎn)現(xiàn)象是由于夾雜引起的。 ） 8．合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。 （ √ ） 7．塑性就是柔軟性。 ） 5．塑性變形體內(nèi)各點(diǎn) 的最大剪應(yīng)力的軌跡線叫滑移線。 ） 4．在塑料變形時(shí)要產(chǎn)生硬化的材料叫理想剛塑性材料。 ） 3．靜水壓力的增加，對(duì)提高材料的塑性沒(méi)有影響。） 2．塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響小于工件表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。 Ａ、纖維組織； Ｂ、變形織構(gòu)； Ｃ、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 =。 Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于； 9．鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性 B。 Ａ、熱脆性； Ｂ、冷脆性； 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、密席斯； Ｂ、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(shí)，總是要導(dǎo)致最大的A 散逸，這叫最大散逸功原理。 Ａ、理想塑性材料； Ｂ、理想彈性材料； Ｃ、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(wèn)題的方法稱為 B 。 二、下列各小題均有多個(gè)答案，選擇最適合的一個(gè)填于橫線上 1．塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響 A 工件表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。 20．塑性指標(biāo)的常用測(cè)量方法拉伸試驗(yàn)法與壓縮試驗(yàn)法。 18．鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性降低。 16．應(yīng)力狀態(tài)中的壓 應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。 14．硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生熱脆 。 12．材料在一定的條件下，其拉伸變形的延伸 率超過(guò)１００％的現(xiàn)象叫超塑性。 10．鋼冷擠壓前，需要對(duì)坯料表面進(jìn)行磷化皂化 潤(rùn)滑處理。 8．對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn)是具有真實(shí)性、可靠性和可加性 。 z=。 ： 滑移和孿生。 一、填空題 性多項(xiàng)式來(lái)表示： ，則單元內(nèi)任一點(diǎn)外的應(yīng)變可表示為＝。 =ijsMPa 試分別按 Mises 和Tresca塑性條件計(jì)算該材料的屈服應(yīng)力及值，并分析差異大小。179。230。231。231。 248。247。 3．若變形體屈服時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)為： 10300015023180。 解： (1)該點(diǎn)的應(yīng)力單元體如下圖所示 (2)應(yīng)力張量不變量如下故得應(yīng)力狀態(tài)方程為解之得該應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)主應(yīng)力為（ Mpa）設(shè)主方向?yàn)?，則主應(yīng)力與主方向滿足如下方程即，解之則得，解之則得，解之則得最大剪應(yīng)力為： 八面體正應(yīng)力為： Mpa 八面體切應(yīng)力為： 應(yīng)力偏張量為： ，應(yīng)力球張量為： 2．已知金屬變形體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為 Mpa，求： (1)計(jì)算方向余弦為 l=1/2， m=1/2， n=的斜截面上的正應(yīng)力大小。 (3)彈性變形時(shí)，應(yīng)力球張量使物體產(chǎn)生體積的變化，泊松比。 答：彈性變形時(shí)應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系有如下特點(diǎn)： (1)應(yīng)力與應(yīng)變完全成線性關(guān)系，即應(yīng)力主軸與全量應(yīng)變主軸重合。 綜上所述，應(yīng)變速率的增加，既有使金屬塑性降低的一面，又有使金屬塑性增加的一面，這兩方面因素綜合作用的結(jié)果，最終決定了金屬塑性的變化。 (2)增加應(yīng)變速率，由于沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行回復(fù)或再結(jié)晶，因而軟化過(guò)程不充分而使金屬的塑性降低。 2．請(qǐng)簡(jiǎn)述應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理。 1．試簡(jiǎn)述提高金屬塑性的主要途徑。 (3)對(duì)于應(yīng)變硬化材料，卸載后再重新加載時(shí)的屈服應(yīng)力就是報(bào)載時(shí)的屈服應(yīng)力，比初始屈服應(yīng)力要高。 ？答：在塑性變形時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系有如下特點(diǎn)： (1)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，因此，全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸不一定重合。 純剪應(yīng)力狀態(tài)下單元體應(yīng)力偏量的主方向與單元體應(yīng)力張量的主方向一致，平均應(yīng)力。） 17．在塑料變形時(shí)金屬材料塑性好，變 形抗力就低，例如：不銹鋼（179。） 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(yàn)其是否滿足連續(xù)性條件。 （√）15．碳鋼中冷脆性的產(chǎn)生主要是由于硫元素的存在所致。 （179。 （179。） 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)。） 10．結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性為，對(duì)于超塑性金屬 m=。） 9．合金鋼中的白點(diǎn)現(xiàn)象是由于夾雜引起的。 ） 8．合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。 （ √ ） 7．塑性就是柔軟性。 ） 5．塑性變形體內(nèi)各點(diǎn)的最大剪應(yīng)力的軌跡線叫滑移線。 ） 4．在塑料變形時(shí)要產(chǎn)生硬化的材料叫理想剛塑性材料。 ） 3．靜水壓力的增加，對(duì)提高材料的塑性沒(méi)有影響。） 2．塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響小于