金屬塑成形原理模擬題.doc

考生班級 學(xué)號 姓名 一、填空題：（每題 3 分，共計 30 分） 1. 塑性是指： _ 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 。 2. 金屬的超塑性可分為 細(xì)晶 超塑性和 相變 超塑性兩大類。 3. 金屬單晶體變形的兩種主要方式有： 滑移 和 孿生 。 4. 影響金屬塑性的主要因素有： 化學(xué)成份，組織，變形溫度，應(yīng)變速率，變形力學(xué)條件 。 5. 等效應(yīng)力表達(dá)式： 。 6. 常用的摩擦條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式： 庫倫摩擦條件 ，常摩擦條件 。 7. 平面是指： 通過坐標(biāo)原點(diǎn)并垂于等傾線的平面，其方程為 _ 。 8.一點(diǎn)的代數(shù)值最大的 _ 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。 9. 平面變形問題中與變形平面垂直方向的應(yīng)力 z = 10. 在有限元法中：應(yīng)力矩陣 S= ， 單元內(nèi)部各點(diǎn)位移 U= 三、計算題（共計 40 分） 1 、已知金屬變形體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力張量為 Mpa ，求：（ 18 分） (1) 計算方向余弦為 l=1/2 ， m=1/2 ， n= 的斜截面上的正應(yīng)力大小。 (2) 應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量； (3) 主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力； 解： (1) 可首先求出方向余弦為（ l,m,n ）的斜截面上的應(yīng)力（ ） 4 進(jìn)一步可求得斜截面上的正應(yīng)力 2 (2) 該應(yīng)力張量的靜水應(yīng)力 為 2 其應(yīng)力偏張量 2 應(yīng)力球張量 2 (3) 在主應(yīng)力面上可達(dá)到如下應(yīng)力平衡 2 其中 欲使上述方程有解，則 1 即 解之則得應(yīng)力張量的三個主應(yīng)力 2 對應(yīng)地，可得最大剪應(yīng)力 1 2 、如圖所示，設(shè)有一半無限體，側(cè)面作用有均布壓應(yīng)力 ，試用主應(yīng)力法求單位流 動壓力 p 。（ 12 分） 取半無限體的半剖面，對圖中基元板塊（設(shè)其長為 l ）列平衡方程： （ 1 ） 2 其中，設(shè) ， 為摩擦因子， 為材料屈服時的最大切應(yīng)力值， 、 均取絕對值。 由 (1) 式得 （ 2 ） 2 采用絕對值表達(dá)的簡化屈服方程如下 （ 3 ） 1 從而 （ 4 ） 2 將 （ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）式聯(lián)立求解，得 （ 5 ） 2 在邊界上， ，由（ 3 ）式，知 ，代入（ 5 ）式得 2 最后得 （ 6 ） 1 從而，單位流動壓力 （ 7 ） 2 3 、（ 10 分）一理想剛塑性體在平砧頭間鐓粗到某一瞬間，條料的截面尺寸為 2a 2a ，長度為 L ，較 2a 足夠大，可以認(rèn)為是平面變形。變形區(qū)由 A 、 B 、 C 、 D 四個剛性小塊組成（如圖示），此瞬間平砧頭速度為 i =1。（下砧板認(rèn)為靜止不動） 試畫出速端圖并用上限法求此條料的單位變形力 p*。 解：根據(jù)滑移線理論，可認(rèn)為變形區(qū)由對角線分成 的四個剛性三角形組成。剛性塊 B 、 D 為死區(qū)，隨 壓頭以速度 u 相向運(yùn)動；剛性塊 A 、 C 相對于 B 、 D 有相對運(yùn)動（速度間斷），其數(shù)值、方向可由速端圖 完全確定。 4 u * oA = u * oB = u * oC = u * oD =u/sin = 2 根據(jù)能量守恒 2