中南大學(xué)《金屬塑性加工原理》期末試題A卷及答案

1、中南大學(xué)考試試卷一、名詞解釋：（本題10分，每小題2分）1.熱效應(yīng)2.動(dòng)態(tài)再結(jié)晶3.外端4.附加應(yīng)力5.塑性脆性轉(zhuǎn)變二、填空題（本題16分，每小題2分） 1一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)是指_可以用_來(lái)表示。2應(yīng)力不變量的物理意義是_，應(yīng)力偏量的物理意義是_。3應(yīng)變?cè)隽渴侵竉，其度量基準(zhǔn)是_。4應(yīng)變速度是指_，其量綱是_。5Tresca塑性條件的物理意義是_，Mises塑性條件的物理意義是_。6Levy-Mises增量理論適合_材料模型，Prandtl-Reuss增量理論適合_材料模型。7把材料簡(jiǎn)化為理想剛塑性體是忽略了材料的_和_。8平面應(yīng)變問(wèn)題（設(shè)Z方向不變形）的力學(xué)特點(diǎn)是z=2=_,zx=zy=_。三、

2、計(jì)算與問(wèn)答（58分，1-3小題每小題6分，4,5小題第小題15分，6小題10分）1塑性變形時(shí)已知某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為ij=MPa（i.j=x,y,z），寫出其張量分解方程，指出各分解張量的名稱，并說(shuō)明它們各與什么變形有關(guān)，該ij對(duì)應(yīng)的塑性變形類型是什么？ 2.在x，xy作用下的屈服曲面如圖所示，圖中兩條弧線的含義是什么？在圖中有a,b,c,d四種加載路徑，哪些是簡(jiǎn)單加載？哪些是復(fù)雜加載？哪些路徑具有相同的塑性變形？為什么？ 3.用軋制或平錘壓縮方法生產(chǎn)雙金屬層狀復(fù)合板。設(shè)坯料原始厚度相同，但硬度不相同。若工具工件上下接觸面和切向速度一致，試定性預(yù)測(cè)復(fù)合后兩層材料的厚與薄，并簡(jiǎn)述理由。4.壓力加工中

3、外摩擦有何特點(diǎn)？試分析壓力加工中使用的潤(rùn)滑劑種類及潤(rùn)滑機(jī)理。5.不均勻變形的典型現(xiàn)象是什么？試分析軋制薄板時(shí)產(chǎn)生邊裂的力學(xué)根源及防止措施。6.什么是冷變形的纖維組織？它和熱變形的纖維組織所帶來(lái)的影響。四、推導(dǎo)題(16分) 試用工程法導(dǎo)出全粘著摩擦條件下平錘均勻壓縮帶包套圓柱體時(shí)的接觸正應(yīng)力z的表達(dá)式，并比較包套與不包套哪種接觸面正壓力|z|大？已知|k|=|T/3|，包套徑向力為|a|。中南大學(xué)考試試卷答案一、名詞解釋：（本題10分，每小題2分）1.熱效應(yīng)：金屬在塑性變形時(shí)的發(fā)熱現(xiàn)象。2.動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在熱變形過(guò)程中，在應(yīng)力作用下的再結(jié)晶。3.外端：變形體處于變形區(qū)以外的那一部分坯料。4.附加應(yīng)

4、力：物體不均勻變形受到其整體性限制而引起物體內(nèi)相互平衡的應(yīng)力。5.塑性-脆性轉(zhuǎn)變：金屬塑性隨溫度下降等內(nèi)外因素變化而明顯轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘默F(xiàn)象。二、填空題（本題16分，每小題2分）1.過(guò)變形體任意斜載面上的應(yīng)力有無(wú)，大小，方向的情況、該點(diǎn)三個(gè)坐標(biāo)面上的應(yīng)力分量2.反映了彈性變形體積變化的大小、反映形狀變化的大小3.變形過(guò)程中某一極短階段的無(wú)限小應(yīng)變、變形過(guò)程中某一瞬間的尺寸4.單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變量、1/秒5.最大切應(yīng)力達(dá)到某一極限K時(shí)，材料發(fā)生屈服、材料的彈性形狀改變達(dá)到某一定值，材料就屈服6.剛塑性體、彈塑性體7.彈性變形、加工硬化 8.、0三、計(jì)算與問(wèn)答（58分，1-3小題每小題6分，4,5小題第

5、小題15分，6小題10分）1.解：所以：由，對(duì)應(yīng)延伸型應(yīng)變2. 解：內(nèi)弧線：初始屈服曲面外弧線：后繼屈服曲面OAB、OCD是簡(jiǎn)單加載OAD、OABD是復(fù)雜加載OAB與OABD具有相同的塑性變形，因?yàn)锽-D是中性變載，只有彈性應(yīng)變量改變，塑性應(yīng)變量不變3. 解：變形后軟層薄，硬層厚理由：由塑條或材料軟易達(dá)到塑條，變形大，簿由形狀改變比解：材料軟G小，則大，變形大，簿由小，則大，則H小，簿4.答：外摩擦特點(diǎn)：接觸面壓力大，潤(rùn)滑困難，摩擦應(yīng)力高；溫度條件惡劣(如高溫)；接觸條件不斷變化，表面狀態(tài)不一；摩擦副差異大。塑性加工所使用的潤(rùn)滑劑種類有：液體潤(rùn)滑劑、固體潤(rùn)滑劑、液-固潤(rùn)滑劑和熔體潤(rùn)滑劑等幾種類

6、型。液體潤(rùn)滑劑主要是通過(guò)適當(dāng)?shù)恼扯容^大的活性形成一層穩(wěn)定結(jié)實(shí)的潤(rùn)滑膜。固體潤(rùn)滑劑：固體本身的剪切強(qiáng)度低于被加工材料的剪切強(qiáng)度。液-固潤(rùn)滑劑：兼有上述兩者的特點(diǎn)。熔體潤(rùn)滑劑：在高溫下可以在工具與坯料接觸面間熔成液體薄膜隔開接觸面。5.答：不均勻變形的典型現(xiàn)象：輪廓呈現(xiàn)單鼓或雙鼓，接觸面出現(xiàn)粘著、滑動(dòng)、側(cè)翻三個(gè)區(qū)，整個(gè)體積分為難、易、自由變形區(qū)。薄板軋制時(shí)的裂邊主要是變形不均勻，中間延伸大、邊部延伸小，造成邊部出現(xiàn)附加拉應(yīng)力，中間附加壓應(yīng)力。當(dāng)邊部的附加拉應(yīng)力與基本主應(yīng)力疊加大于材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)裂邊。另外，熱軋件邊部溫度低，冷軋件邊部晶粒粗大，都易裂邊。防止措施：盡量使金屬變形均勻如：壓下量、坯料厚度、輥型、潤(rùn)滑均勻、合理的加熱、熱處理等。6.答：冷變形的纖維組織：冷變形時(shí)晶粒被拉長(zhǎng)、拉細(xì)或被壓扁呈現(xiàn)纖維狀。而熱變形纖維組織是熱變形對(duì)非金屬夾雜物、第二相等各種缺陷沿最大主變形方向被拉長(zhǎng)。冷變形對(duì)組織的影響是：形成纖維組織、形成亞結(jié)構(gòu)、變形織構(gòu)及晶內(nèi)與晶間的破壞。熱變