金屬塑性成型考試試卷

1、 制卷人簽名： 制卷日期： 審核人簽名： 審核日期： 裝 訂線 興湘學(xué)院200 9 年 下 學(xué)期20 07 級 金屬塑性成形原理課程考試-答卷（A卷） 適用年級專業(yè) 材料成型及控制工程（模具方向） 考試方式閉卷 考試時間 120 分鐘題號一二三四五六七八總分閱卷教師得分得分一、填空題（每空1分，共20分）1、主變形圖有 3 種，各主應(yīng)變分量必須滿足條件是： 。2、把材料簡化為理想剛塑性體是忽略了材料的 彈性變形 和 加工硬化 。3、金屬塑性加工的熱力學(xué)條件是指 變形溫度 、 變形程度 、 變形速度 。4、.主變形圖取決于 偏應(yīng)力 ，與 球應(yīng)力 無關(guān)。5、第二類再結(jié)晶圖是變形溫度 、 變形程度

2、與 再結(jié)晶晶粒大小 關(guān)系圖。6、Levy-Mises增量理論適合 剛塑性體 材料模型。7、對于強化材料，當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)點沿著屈服表面上運動時，稱作中性變載 ，此時有 彈性 變形，而無新的 塑性 變形。8、應(yīng)變增量是指 變形過程中某一極短階段的無限小應(yīng)變 ，其度量基準是 變形過程中某一瞬間的尺寸 。9、按照超塑性實現(xiàn)的條件，可將超塑性分為細晶超塑性和 相變超塑性 兩類。10、簡單加載時，各應(yīng)力分量 成比例 增加。得分二、簡答題（每小題5分，共10分）1、冷熱變形形成的纖維組織有何異同？如何消除？（5分）答：相同：冷熱變形纖維組織都是沿纖維方向強度高，使材料呈各向異性。（1分）不同：冷變形纖維組織是晶

3、粒被拉長，拉細壓扁呈現(xiàn)纖維狀。而熱變纖維組織是熱變形時，非金屬雜質(zhì)、第二相各種缺陷沿最大變形方向被拉長。（1分） 消除措施：冷變形纖維組織用完全再結(jié)晶退火。（1分） 熱變形纖維組織：熔煉盡可能除雜，鑄錠細化晶粒，采用長時間高溫均勻化退火，加工時變換加工方向。（2分）2、畫出擠壓、拉拔、平輥軋制三種加工方式的變形力學(xué)圖。對于低塑性材料開坯，選用那一種方式有利于塑性發(fā)揮。（5分）答：主應(yīng)力圖：（2分）擠壓 拉拔 平輥軋制主應(yīng)變圖：（2分） 擠壓 拉拔 平輥軋制對于低塑性材料的開坯采用擠壓加工方法為佳，因為：擠壓時靜水壓力大，塑性好。（1分）得分三、（共20分）已知變形體某點的應(yīng)力狀態(tài)為：Kg/mm

4、2： 1）畫出單元體受力圖。（4分）2）求主應(yīng)力（1，2，3）和主剪應(yīng)力（12，23，31）。（4分）3）作三向應(yīng)力莫爾圓，并將上述計算結(jié)果標在應(yīng)力莫爾圓上。（4分）4）材料屈服極限s=10kg/mm2,試用Tresca準則和Mises準則分別判斷該點處是否已經(jīng)屈服？（4分）5）若材料應(yīng)力應(yīng)變曲線方程為=200.5,試按全量理論求該點處的主應(yīng)變（1,2,3）。（4分）解：(1) 該點的應(yīng)力單元體如下圖所示（4分） (2) 由應(yīng)力狀態(tài)可知，Z面上無剪應(yīng)力，故為一主應(yīng)力。又因，故題中的應(yīng)力狀態(tài)為平面應(yīng)變問題應(yīng)力狀態(tài)，為中間主應(yīng)力。 另外兩個主應(yīng)力可直接利用平面應(yīng)力問題主應(yīng)力求解方法進行計算。 所以

5、， (Kg/mm2） （4分）(3) 三向應(yīng)力莫爾圓如下圖所示 （4分）(4) Tresca準則：，該點正好屈服。 Mises準則：,該點還未屈服。（4分）(5) 由可得：得分四、(15分)直桿受軸向拉應(yīng)力作用，由100mm伸長到164mm，再受壓應(yīng)力作用，壓縮到144mm。已知材料的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線方程為。求：1)第一階段的條件應(yīng)變和真實應(yīng)變值. （3分）2)第二階段的條件應(yīng)變和真實應(yīng)變值. （3分）3)總的條件應(yīng)變和真實應(yīng)變值. （3分）4)上述拉伸和壓縮是不是均勻變形？為什么？（3分） 5）這種材料的強度極限是多少？ （3分）解：(1) 條件應(yīng)變 （3分）(2) 條件應(yīng)變 （3分）(3)

6、 總的條件應(yīng)變 （3分）(4) 失穩(wěn)時的真實應(yīng)變?yōu)椋鲜隼旌蛪嚎s的真實應(yīng)變?yōu)榫∮?.5，故拉伸和壓縮均為均勻變形。（3分）(5) ，由題知B=50，所以： （3分）得分五、（10分）模壁光滑平面正擠壓的剛性塊變形模式如下圖所示。1) 試作出其速端圖。（5分） 2) 計算其上限載荷P和單位擠壓力p。（5分）平面正擠壓剛性塊變形模式解：（1） 速端圖如下圖所示： （5分）（2） 設(shè)單位擠壓力為，擠壓速度為單位速度1，擠壓板厚度為單位厚度1，根據(jù)上限原理有：上限載荷 (1分）得分六、一圓柱體鐓粗，受力如下圖所示，側(cè)面作用有均布壓應(yīng)力0，已知毛坯直徑為D，高度為h，摩擦力=K（K為屈服時最大剪應(yīng)力），試用主應(yīng)力法計算鐓粗力P和單位流動壓力p.(13分)）解：按圖示建立坐標系和切取基元塊，對基元塊沿徑向列平衡方程： （3分）因為 ，并略去二階微量，則上式化簡成： （2分）為均勻鐓粗變形，故；。最后得 （1分）簡化屈服準則：因假定，故有，代入上式得： （1分） （1分）邊界條件：當(dāng)時， （2分）總變形力 （2分）單位變形力 （1分）得分七、（12分）下圖表示平底模正擠壓板料，擠壓前坯料厚度為H，擠壓后板料厚度為h，擠壓比H/h=2。板料寬度為B，且BH，即可視為平面應(yīng)變。設(shè)擠壓筒（凹模）內(nèi)壁光滑，即=0，材料塑性變形時的最大剪應(yīng)力為K，滑移線場如下圖所示。試用滑移