材料成形模拟技术-例题讲解

材料成形原理习题集及解答

6.3 Mg、S、O 等元素如何影响铸铁中石墨的生长。 7.1 界面作用对人工复合材料的凝固有何影响/ 7.2 任意一种共晶合金能制取自生复合材料吗？为什么？ 8.1 铸件典型宏观凝固组织是由哪几部分构成的，它们的形成机理如何？ 8.2 常用生核剂有哪些种类，其作用条件和机理如何？ 8.3 试分析影响铸件宏观凝固组织的因素，列举获得细等轴晶的常用方法。 8.4 何谓“孕育衰退”，如何防止？ 9.1 说明焊接定义，焊接的物理本质是什么？采取哪些工艺措施可以实现焊接？ 9.2 传统上焊接方法分为哪三大类？说明熔焊的定义。 9.3 如何控制焊缝金属的组织和性能？ 9.4 给出 HAZ 的概念。焊接接头由哪三部分组成？ 10.1 何为快速凝固，其基本原理是什么？ 10.2 定向凝固技术有哪些应用？
=有一高为 H 的圆柱体，先均匀拉伸到 2H，再均匀压缩回 H，设在
变形过程中体积保持不变，试分别求出这两个阶段的对数应变、等效
对数应变及最终的对数应变、等效对数应变？
3、设薄球壳的半径为 R，厚度为 t（ t ��

材料成形参考习题及答案

材料成形理论基础习题第一部分液态金属凝固学1. 纯金属和实际合金的液态结构有何不同？举例说明。

答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。

原子集团的空穴或裂纹内分布着排列无规则的游离原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。

实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏。

（2）例如钢液，在钢液中主要为Fe ，含有C 、Si 、S 、P 、Mn 、O 、H 等元素。

这些元素或以原子集团存在，或以高熔点化合物如SiO 、CaO 、MnO 等形式存在，共同构成有较大成分起伏的钢液主体以及杂质、气体和空穴等。

2. 液态金属的表面张力和界面张力有何不同？表面张力和附加压力有何关系？答：（1）液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。

表面张力对应于液－气的交界面，而界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。

（2）表面张力与附加压力符合下列公式的关系：1211r r ρσ=+（）式中r 1、r 2分别为曲面的曲率半径。

附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。

3. 液态合金的流动性和充型能力有何异同？如何提高液态金属的充型能力？答：（1）液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条件下的充型能力，是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。

而充型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。

（2）提高液态金属的冲型能力的措施：1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L 要大；③比热、密度、导热系大；④粘度、表面张力大。

2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。

3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。

4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；②降低结构复杂程度。

工程材料及成型技术基础考试模拟题含答案

工程材料及成型技术基础考试模拟题含答案一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、晶体中的位错属于( )A、线缺陷B、点缺陷C、面缺陷D、体缺陷正确答案：A2、可锻铸铁的石墨形态是( )A、片状B、蠕虫状C、球状D、团絮状正确答案：D3、对薄壁弯曲件,如弯曲半径过小则会引起( )A、回弹B、裂纹C、拉穿D、飞边正确答案：B4、影响金属材料可锻性的主要因素之一是( )。

A、化学成分B、锻工技术水平C、锻件大小D、锻造工序正确答案：A5、关于球墨铸铁,下列叙述中错误的是( )。

A、塑性较灰口铸铁差B、可以进行调质,以提高机械性能C、铸造性能不及灰口铸铁D、抗拉强度可优于灰口铸铁正确答案：A6、模锻无法锻出通孔,一般需在孔中留下一层厚度为4~8mm的金属,这层金属称为( )A、余块B、飞边C、加工余量D、冲孔连皮正确答案：D7、工具钢的最终热处理是()A、淬火+低温回火B、调质C、渗碳D、球化退火正确答案：A8、固溶体和它的纯金属组元相比( )A、强度低,但塑性高些B、强度高,但塑性低些C、强度高,塑性也高些D、强度低,塑性也低些正确答案：B9、锻件的纤维组织使锻件在性能上具有方向性,从而影响锻件质量,它( )。

A、不能消除也不能改变B、可用热处理消除C、只能用多次锻造使其合理分布D、可经锻造消除正确答案：C10、某厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火,钢丝绳承载能力远超过工件的重量,但在工件吊运过程中,钢丝绳发生断裂,其断裂原因是由于钢丝绳( )。

A、超载B、形成带状组织C、产生加工硬化D、发生再结晶正确答案：D11、对压铸而言,下列说法正确的是( )。

A、可浇厚大件B、铸件可通过热处理来提高强度C、可浇高熔点合金D、铸件不能热处理正确答案：D12、普通灰铸铁件生产时,工艺上一般采取的凝固原则是( )。

A、逐层凝固B、糊状凝固C、同时凝固D、定向凝固正确答案：C13、共析钢奥氏体化后,在A1~680℃范围内等温,其转变产物是( )。

钣金成型例题讲解要点

钣金成型例题讲解一、背景当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。

由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。

采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4.对模具的设计、加工提供合理建议；5.优化加工过程，提高产品成型质量；采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：1.节约开发成本2.加快研发速度3.提高产品质量二、问题的描述本实例模拟油箱的冲压成型过程。

图1为实际的油箱形状，是由两个如图2所示的结构组成，考虑冲压成型过程中，它的结构的对称性，我们通过建立图3所示的结构，对其进行模拟分析，达到分析整个油箱成型分析的目的。

首先，我们将通过ABAQUS/CAE完成图4所示的装配图，其中平面铝板将被冲压成型为图3的结构。

图1 图2 图3成型模具－阳模压边条金属板成型模具－阴模图4三、建立模型3.1创建成型模具－阳模1、首先运行ABAQUS/CAE，在出现的对话框内选择Create Model Database。

2、在主菜单model中命名新建模型为Formingexample，并保存文件为examle_forming.cae。

3、从Module列表中选择Part，进入Part模块。

4、选择Part→Create来创建一个新的零件。

在提示区域会出现这样一个信息。

图55、CAE弹出一个如图5的对话框。

将这个零件命名为punch，确认Modeling Space、Type和BaseFeature的选项如下图。

输入300作为Approximate size的值。

点击Continue。

ABAQUS/CAE初始化草图，并显示格子。

6、在左侧工具条上点击，在提示栏中依次输入下表的坐标点，采用图标连接1和2点、6和7点，采用连接图中2、3、4点和4、5、6点。

钣金冲压成型例题讲解I

钣金成型例题讲解一、背景当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。

由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。

采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4.对模具的设计、加工提供合理建议；5.优化加工过程，提高产品成型质量；采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：1.节约开发成本2.加快研发速度3.提高产品质量二、问题的描述本实例模拟油箱的冲压成型过程。

图1为实际的油箱形状，是由两个如图2所示的结构组成，考虑冲压成型过程中，它的结构的对称性，我们通过建立图3所示的结构，对其进行模拟分析，达到分析整个油箱成型分析的目的。

首先，我们将通过ABAQUS/CAE完成图4所示的装配图，其中平面铝板将被冲压成型为图3的结构。

三、建立模型3.1创建成型模具－阳模1、首先运行ABAQUS/CAE ，在出现的对话框内选择Create Model Database 。

2、在主菜单model 中命名新建模型为Forming example ，并保存文件为examle_forming.cae 。

3、从Module 列表中选择Part ，进入Part 模块。

4、选择Part→Create 来创建一个新的零件。

在提示区域会出现这样一个信息。

5、CAE 弹出一个如图5的对话框。

将这个零件命名为punch ，确认Modeling Space 、Type 和BaseFeature 的选项如下图。

输入300作为Approximate size 的值。

点击Continue 。

图 1图2成型模具－阳模金属板压边条成型模具－阴模图4图3图5ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

6、在左侧工具条上点击，在提示栏中依次输入下表的坐标点，采用图标连接1和2点、6和7点，采用连接图中2、3、4点和4、5、6点。

材料成型理论基础习题解答-课件

3
则所求旳应变球张量
0.067
εmδij
0
0
0 0.067
0
0
0
103
0.067
2024/10/9
11
再根据
εij
εij
εmδij
εx
εm γ yx
γzx
γxy εy εm
γzy
γxz γ yz
求得应变偏张量
εz εm
0.267
εij
0.05
0.15
0.05 0.133
τ 108.68 （MPa）
S 111.76
故
τ
108.68
（MPa）为所求。
σ 26.04
2024/10/9
6
9. 某受力物体内应力场为： x 6xy 2 c1x3 ， y 3 2 c2xy2 ，
xy c2 y 3 c3 x 2 y ， z yz zx 0 ，
……………②
2024/10/9
22
将②式代入Tresca和Mises屈服准则可得
2 2
S
4
S
1
……………Tresca屈服准则
2
2
S
3
S
1
……………Mises屈服准则
2024/10/9
23
8. 已知材料旳真实应力-应变曲线方程为Y B 0.4，
若试样已经有伸长率 =0.25, ，试问试验还要增长多少才会发生颈缩？
代入题设条件，可得
εx
0.2 y 103
0.2 103, γxy
γyx05 103
εy
0.2z 103
0.2 103, γyz
γzy
1 2

材料成形现在模拟技术.

西安建筑科技大学研究生课程考试试卷考试科目：材料成型现代模拟技术课程编码：任课教师：邹德宁考试时间：学号：1204240572 学生姓名：宋晔1. 通过考察处于导热过程中各向同性物质的微元体积（δx δy δz ）的能量平衡，见下图1，建立导热微分方程式。

（15分）图1 直角坐标系导热方程式的微元体解：首先要了解傅立叶定律，傅立叶定律⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=⋅-=k j i z T y T x T gradT q λλ 其中，i ，j ，k 分别为x ，y ，z 坐标轴上的单位矢量。

λ为导热率（单位Km W⋅）。

其含义表示，单位时间内，通过某单位截面上的热流q（单位2mW ），与该处的温度梯度gradT 成正比，但方向相反。

其次，导热微分方程的推导依据，根据能量守恒定律与傅立叶定律，建立导热物体中的温度场应满足的数学表达式，即导热微分方程；A E Q +∆=Q ，物体在单位时间内获得的热量； E ∆，物体在单位时间内内能的增加； A ，物体对外界所做的功。

对于固体来说，温度改变导致体积变化对环境所做的功A 可忽略不计，上式变为：E Q ∆=xdQ x+δx dQ x z dQ y最后，直角坐标系下导热微分方程的推导考察dt 时间内微元体中：[导入与导出净热量] + [内热源发热量] = [热力学能的增加] 1. 导入与导出微元体的净热量（1）dt 时间内、沿x 轴方向、经垂直于x 轴的热量导入表面导入的热量：dydzdt q dQ x x ⋅= (单位J )同理，dt 时间内、沿x 轴方向、经垂直于x 轴的热量导出表面导出的热量：dydzdt q dQ dx x dx x ++= (单位J )x q ，dx x q +分别为热量导入面和导出面上的热流密度，单位2m W。

请注意，事实上这里有：dx x q q q xdx x x ∂∂-=-+，所以导入与导出的热量差为：dydzdt dx x q dQ dQ xdx x x ⋅∂∂-=-+ (单位J )同理：（2）dt 时间内、沿y 轴方向、经垂直于y 轴的两表面导入导出的热量差：dxdzdtdy yq dQ dQ y dy y y ⋅∂∂-=-+ (单位J )（3）dt 时间内、沿z 轴方向、经垂直于z 轴的两表面导入导出的热量差：dxdydt dz z q dQ dQ zdz z z ⋅∂∂-=-+ (单位J )2．微元体自身的发热量dt 时间内，微元体自身的发热量dv Q ：dxdydzdt q Q v dv =3．微元体热力学能的增量（即微元体温度升高耗费的能量）dt 时间内，微元体温度升高耗费的能量T Q ∆：dxdydz dt t TcQ T ⋅∂∂=∆ρ根据前面所述的能量守恒，有：[]Tdv dz z z dy y y dx x xQ Q dQ dQ dQ dQ dQ dQ∆+++=+-+-+-)()()(即dxdydz dt t Tc dxdydzdt q dxdydt dz z q dxdzdt dy y q dydzdt dx x q vz y x ⋅∂∂=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅∂∂-⋅∂∂-⋅∂∂-ρ整理得：t T c q z q y q x q vz y x ∂∂=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-∂∂-∂∂-ρ又因为傅立叶定律，即⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=⋅-=k j i z T y T x T gradT q λλ ，所以： 22x T x q x ∂∂-=∂∂λ， 22y T y q y ∂∂-=∂∂λ， 22z T z q z ∂∂-=∂∂λ，带入上式，得直角坐标系下的导热微分方程：t Tcq z T y T x T v ∂∂=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂+∂∂ρλ2222222. 右下图所示了绝热、给定热流密度qr 、对流、定温、辐射换热等五种边界表面的二维矩形区域网格，请用能量平衡法建立各种换热边界条件下的节点方程。

材料成型计算机模拟技术作业题

《材料成型计算机模拟技术》
课程大作业
一、有限元分析模型建立
1.建立好的整个模型（如图1所示）
图1
2.模型所采用的单元数目、节点数目统计（如图2所示）
图2—a 压边圈的网格节点统计图2—b 凸模的网格节点统计
图2—c 板料的网格节点统计图2—d 凹模的网格节点统计
3.所用板料的名称、厚度、材料力学模型、摩擦系数的选取
板料名称：DQSK 36
厚度：1.0mm
材料力学模型：
4.压边圈的形式及压边力的大小
压边圈的形式：双边压边
及压边力：200KN
5.加载速度的大小
加载速度：5000mm/s
二、坯料大小的计算及排样
坯料尺寸：148.237×129.991mm2
排样方式:One-up Nesting（如图3）
图3
材料利用率:93.83%
三、拉深模拟计算及结果分析
通过坯料反求工程求解出来的坯料大小，再对凸凹模的位置以及冲压工序进行设置，得到最后的成形结果如下所示：
成形极限图：
应力分布图：
第一主应力图
第二主应力图
第三主应力图
最大剪切应力图应变分布图：
最大主应变
最小主应变
平面应变图厚度分布图：
坯料边缘流动分布图：
小结:经过一段时间的学习，我学会简单使用Dynaform分析软件，更重要的是掌握了如何对了个零件进行有限元分析，零件的前处理，后处理及结果是否符合要求等，对自己的专业知识加以巩固及扩展，在今后的学习中，应更加深入的对此学习，了解，注重原理的基础上熟练使用软件操作。

虽然现在对有限元分析只有初步了解，但在今后的努力学习中，相信自己能做的更好，更深入其原理知识。

《材料成型测试技术》课后习题及实验指导书

实验目录实验一。

传感器综合实验(1）实验 1 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验 (2)实验 2 金属箔式应变片――半桥性能实验 (4)实验 3 金属箔式应变片――全桥性能实验 (5)实验 4 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (7)实验 5 直流应变全桥的应用――电子秤实验 (8)实验 6 金属箔式应变片――温度影响实验 (9)实验7 压阻式压力传感器的压力测量实验 (10)实验二. 传感器综合实验(2）实验8 差动变压器的性能实验 (11)实验9 差动变压器零点残余电压补偿实验 (14)实验10 差动变压器的应用――振动测量实验 (15)实验三。

传感器综合实验（3)实验11 电容式传感器的位移特性实验 (17)实验12 直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验 (19)实验13 交流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验 (20)实验14 压电式传感器测振动实验 (21)实验15 电涡流传感器的位移特性实验 (23)实验16 光纤传感器的位移特性实验 (24)实验四。

传感器综合实验（4）实验17 温度源的温度控制、调节实验 (25)实验18 P t100铂电阻测温特性实验 (29)实验19 Cu50铜电阻测温特性实验 (31)实验20 K热电偶测温特性实验 (32)实验21 K热电偶冷端温度补偿实验 (34)实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化.金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。

电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态.对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。

(优选)材料成型理论基础习题解答

m
1 3
(
x
y
z )
和应变球张量表达式
εm 0
εmδi j
0
εm
0
0
求应变球张量
0 0 εm
2020/9/1
10
1 εm 3 (εx εy εz ) 1 (0.2 0.2 0.2) 103 0.067103
3
则所求的应变球张量
0.067
εmδij
0
0
0 0.067
0
0
2 的斜切面上的全应力、正应力和切应力。
2020/9/1
4
解：设全应力为S，Sx、Sy、Sz分别为S在三轴中的分量，
S x
xl
yxm
zx
n
S y xyl y m zy n
Sz
xzl
yzm
z
n
将题设条件代入上式，可得：
Sx 106 .56
Sy
28
.03
Sz
18.71
S Sx2 S y2 Sz2 111 .76 （MPa）
2020/9/1
6
9. 某受力物体内应力场为： x 6xy 2 c1x3 ， y 32 c2xy2 ，
xy c2 y 3 c3 x 2 y ， z yz zx 0 ，
试从满足平衡微分方程的条件中求系数c1、c2、c3
解：由应力平衡微分方程
σij 0(i, j x, y, z) xi
6. 等效应力有何特点？写出其数学表达式。
7
9
答：等效应力的特点：等效应力不能在特定微分平面上表示出来，但它可以在一定意义上“代表”整个应力状态中的偏张量部分，因而与材料的塑性变形密切有关。人们把它称为广义应力或应力强度。等效应力也是一个不变量。其数学表达式如下：

材料成型计算机模拟

目录第一章挤压工艺参数的确定 (1)1.1挤压工艺参数的确定 (1)1.1.1摩擦系数的确定 (1)1.1.2挤压杆速度的确定 (1)1.1.3挤压温度的确定 (1)1.1.4挤压模锥角的确定 (1)1.1.5工模具预热温度 (1)第二章挤压工具参数的确定 (2)2.1 模具尺寸的确定 (2)2.1.1 挤压示意图 (2)2.1.2挤压筒尺寸的确定 (2)2.1.3 挤压模尺寸确定 (4)第三章挤压方案的分配 (6)3.1挤压方案的分配 (6)第四章模拟挤压及提取数据 (7)4.1模拟挤压的过程 (7)4.1.1挤压工模具及工件的三维造型 (7)4.1.2挤压模拟 (7)4.2 后处理 (8)4.2.1挤压杆挤压速度对挤压力的影响 (8)4.2.2挤压杆挤压速度对破坏系数的影响 (9)第五章实验数据分析 (10)5.1 挤压杆挤压速度对挤压力的影响 (10)5.2 挤压杆挤压速度对破坏系数的影响 (11)总结 (12)参考文献 (13)工作总结 (14)第一章挤压工艺参数的确定1.1挤压工艺参数的确定 1.1.1摩擦系数的确定摩擦系数对挤压有着重要的影响，对挤压力的影响最为显著。

根据设计要求，故挤压垫与坯料之间的摩擦系数可取0.6，挤压筒与坯料之间的摩擦系数根据设计要求取0.1。

1.1.2挤压杆速度的确定允许的挤压速度与金属再结晶和塑性区的温度范围有关，当变形和再结晶速度不协调或金属与模壁有较大摩擦时，挤压件将出现横向裂纹。

通常有色金属允许的挤压速度见表1-1。

表1-1 有色金属材料允许的挤压速度根据设计要求以及结合表1-1，可取挤压速度为1-s mm 60~10⋅。

1.1.3挤压温度的确定确定挤压温度的原则与确定热轧温度的原则相同，也就是说，在所选择的温度范围内，保证金属具有良好的塑性及较低的变形抗力，同时要保证制品的获得均匀良好的组织性能等。

根据设计要求及“三图”（合金的状态图、金属与合金的塑性图、第二类再结晶图）原则，可取挤压温度为610℃。

材料成型原理课后题答案知识讲解

第三章：8：实际金属液态合金结构与理想纯金属液态结构有何不同？答：纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成的，是近程有序的。

液态中存在着很大的能量起伏。

而实际金属中存在大量的杂质原子，形成夹杂物，除了存在结构起伏和能量起伏外还存在浓度起伏。

12：简述液态金属的表面张力的实质及其影响因数。

答：①实质：表面张力是表面能的物理表现，是是由原子间的作用力及其在表面和内部间排列状态的差别引起的。

②影响因数：熔点、温度和溶质元素。

13：简述界面现象对液态成形过程的影响。

答：表面张力会产生一个附加压力，当固液相互润湿时，附加压力有助于液体的充填。

液态成形所用的铸型或涂料材料与液态合金应是不润湿的，使铸件的表面得以光洁。

凝固后期，表面张力对铸件凝固过程的补索状况，及是否出现热裂缺陷有重大影响。

15：简述过冷度与液态金属凝固的关系。

答：过冷度就是凝固的驱动力，过冷度越大，凝固的驱动力也越大；过冷度为零时，驱动力不存在。

液态金属不会在没有过冷度的情况下凝固。

16：用动力学理论阐述液态金属完成凝固的过程。

答：高能态的液态原子变成低能态的固态原子，必须越过高能态的界面，界面具有界面能。

生核或晶粒的长大是液态原子不断地向固体晶粒堆积的过程，是固液界面不断向前推进的过程。

只有液态金属中那些具有高能态的原子才能越过更高能态的界面成为固体中的原子，从而完成凝固过程。

17：简述异质形核与均质形核的区别。

答：①均质形核是依靠液态金属内部自身的结构自发形核，异质形核是依靠外来夹杂物所提供的异质界面非自发的形核。

②异质形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加。

③异质形核形核功小，形核所需的结构起伏和能量起伏就小，形核容易，所需过冷度小。

18:什么条件下晶体以平面的方式生长？什么条件下晶体以树枝晶方式生长？答：①平面方式长大：固液界面前方的液体正温度梯度分布，固液界面前方的过冷区域及过冷度极小，晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体的生长方向相反。

材料成型技术基础_模拟试题_参考答案

材料成型技术基础模拟试题参考答案一、填空题：1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。

2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。

3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。

4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。

5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。

6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。

7、板料冲裁包括冲孔和落料两种分离工序。

8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此在设计制造零件时，应使零件所受剪应力与纤维方向垂直，所受拉应力与纤维方向平行。

9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。

10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。

二、判断题：1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。

F2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。

T3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。

T4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。

F5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。

T6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。

F7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。

T8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。

F9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。

F10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。

F三、多选题：1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关A, B, D, EA. 合金的成份B. 合金的结晶特征C. 型砂的退让性D. 砂型的透气性E. 铸型温度２、制坯模膛有A, B, D, EA. 拔长模膛B. 滚压模膛C.预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲模膛 F. 终锻模膛３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, CA. 离心铸造B. 卷后焊接C.砂型铸造 D. 锻造四、单选题：1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称A. 挖砂造型B. 整模造型C.分模造型 D. 刮板造型2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于A. 析出石墨弥补体收缩B. 其凝固温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩D. 凝固温度区间小３、合金流动性与下列哪个因素无关A. 合金的成份B. 合金的结晶特征C. 过热温度D. 砂型的透气性或预热温度4、下列合金中，铸造性能最差的是A. 铸钢B. 铸铁C. 铸铜D. 铸铝5、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是A. 利于金属液充填型腔B. 利于补缩铸件C. 防止错箱 D. 操作方便6、各中铸造方法中，最基本的方法是A. 金属型铸造B. 熔模铸造C.砂型铸造 D. 压力铸造7、合金化学成份对流动性的影响主要取决于A. 熔点B. 凝固温度区间C.凝固点 D. 过热温度8、确定浇注位置时，将铸件薄壁部分置于铸型下部的主要目的是A. 避免浇不足B. 避免裂纹C.利于补缩铸件 D. 利于排除型腔气体9、确定浇注位置时，应将铸件的重要加工表面置于A. 上部B. 下部C. 竖直部位D. 任意部位10、铸件形成缩孔的基本原因是由于合金的A. 液态收缩B. 固态收缩C.凝固收缩D. 液态收缩和凝固收缩11、单件生产直径1米的皮带轮，最合适的造型方法是A. 整模造型B. 分开模造型C.刮板造型 D. 活块造型12、控制铸件同时凝固的主要目的是A. 减少应力B. 消除缩松C.消除气孔防止夹砂13、自由锻件控制其高径比（H/D）为1.5-2.5的工序是A. 拨长B. 冲孔C. 镦粗D. 弯曲14、金属材料承受三向压应力的压力加工方法是A. 轧制B. 挤压C. 冲压D. 拉拔15、绘制自由锻锻件图时，为简化锻件形状，需加上A. 敷料B. 余量C. 斜度D. 公差16、锻造前加热时应避免金属过热和过烧，但一旦出现，A. 可采取热处理予以消除B. 无法消除C. 过热可采取热处理消除，过烧则报废。

材料成型技术模拟试题(附答案)

材料成型技术模拟试题（附答案）一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、普通车床床身浇注时,导轨面应该A、朝上B、朝左侧C、朝右侧D、朝下正确答案：D2、生产中为提高合金的流动性,常采用的方法是A、提高浇注温度B、加大出气口C、降低出铁温度D、延长浇注时间正确答案：A3、钢的杂质元素中哪一种会增加其冷脆性＿＿＿＿A、SB、NiC、PD、Ti正确答案：C4、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于A、析出石墨弥补体收缩B、其凝固温度低C、砂型阻碍铸件收缩D、凝固温度区间小正确答案：A5、下列哪个尺寸的齿轮可用圆钢棒为毛坯＿＿＿A、15mmB、1500mmC、350mmD、90mm正确答案：D6、预锻模膛与终锻模膛相比,它的A、应有冲孔连皮B、圆角应大些,斜度应小些C、圆角和斜度应大些D、带有飞边槽正确答案：C7、为简化锻件形状而增加的那部分金属称为A、坯料B、敷料C、余块D、余量正确答案：B8、闪光对焊属于哪种焊接类别A、压焊B、熔焊C、激光焊D、钎焊正确答案：A9、铸件的缩孔常出现在铸件的A、底部B、最后凝固部位C、厚部D、芯部正确答案：B10、钢的杂质元素中哪一种会增加其热脆性＿＿＿＿A、NiB、SC、TiD、P正确答案：B11、锻造前坯样加热的目的是A、提高塑性,增加韧性B、提高塑性,提高变形抗力C、提高强度,降低韧性D、提高塑性,降低韧性正确答案：A12、炒菜用的铸铁锅适合用下列哪种成形方法＿＿＿A、锻造B、挤压铸造C、冲压D、砂型铸造正确答案：B13、焊缝内部质量的检验方法是A、耐压检验B、密封性检验C、超声波检验D、放大镜观察正确答案：C14、锻造时当金属的加热温度过高，内部晶粒急剧长大，使塑性降低的现象称为A、过烧B、熔化C、硬化D、过热正确答案：D15、木制模样的尺寸应比零件大一个A、机械加工余量B、模样材料的收缩量加铸件材料的收缩量C、铸件材料的收缩量加机械加工余量D、铸件材料的收缩量正确答案：C16、齿轮毛坯锻造前，应先对棒料进行A、打磨B、拔长C、镦粗D、滚挤正确答案：C17、减小拉深件拉裂的措施之一是A、增大mB、减小凸凹模间隙C、减小mD、用压板正确答案：A18、焊接热影响区中，对焊接接接性能有利的区域是A、过热区B、熔合区C、焊缝金属D、正火区正确答案：D19、灰口铸铁适合制造床身,机架,底座,导轨等结构,除了铸造性和切削性优良外,还因为A、冲击韧性高B、抗弯强度好C、抗拉强度好D、耐压消震正确答案：D20、下列制品中最适宜于铸造的是A、子弹壳B、哑铃C、钢精锅D、铁锅正确答案：B21、冲孔模设计时的凹模尺寸应等于A、设计孔的尺寸加间隙B、等于设计孔的尺寸C、凸模尺寸加间隙D、凸模尺寸减间隙正确答案：C22、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称A、挖砂造型B、整模造型C、分模造型D、刮板造型正确答案：C23、下列焊接方法中，只适于立焊的是A、手弧焊B、埋弧自动焊C、电渣焊D、CO2保护焊正确答案：D24、可锻铸铁的制取方法是，先浇注成A、灰口组织B、球墨组织C、白口组织D、麻口组织正确答案：C25、冷裂纹的特点不包括A、金属光泽B、形状细小C、内表光滑D、缝隙较宽正确答案：D26、焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是A、正火区B、部分相变区C、熔合区D、过热区正确答案：A27、以下冲压工序中，属于冲裁工序的是A、弯曲B、落料C、拉深D、冲挤正确答案：B28、合金化学成份对流动性的影响主要取决于A、结晶温度区间B、熔点C、凝固点D、过热温度正确答案：A29、手弧焊时，操作最方便，焊缝质量最易保证，生产率又高的焊缝空间位置是A、平焊B、仰焊C、横焊D、立焊正确答案：A30、大批量生产汽车油箱的焊接方法是A、气焊B、点焊C、缝焊D、手工电弧焊正确答案：C二、判断题（共70题，每题1分，共70分）1、汽车覆盖件等大型薄板类零件不适合冲压成形。

材料成型(名词和分析题)

一、名词解释1.冒口：铸型内用以储存金属液，并有排气、集渣作用的空腔。

2.冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工件表面安放的激冷物。

分为内冷铁和外冷铁。

3.计算毛坯：长轴类锻件终锻前，最好将原毛坯沿轴向预制成各截面面积等于带飞边锻件的相应截面积的中间毛坯，以保证终锻时锻件各处充填饱满，且飞边均匀，从而节约金属，减轻锻模模膛磨损。

按上述要求计算的坯料，称为计算毛坯。

计算毛坯包含锻件的主视图、计算毛坯截面图和直径图。

4.制坯工步：模锻时，毛坯按照锻件的复杂程度和具体生产条件，在锻模的一系列型腔中逐步变形，最后成为锻件。

毛坯在每一型腔中的制坯过程叫做制坯工步。

5.应力中性层：发生弯曲变形的毛坯，从外层的切向拉应力过渡到内层的压应力时，其切向应力为零或应力不连续的全部位置所形成的面。

6.不熔化极气体保护电弧焊：以难熔金属钨或其合金作为电源一极，采用惰性气体保护，利用钨及焊件之间产生的电弧作为热源，加热并熔化焊件和填充金属的一种电弧焊方法（TIG）。

7. 熔化极气体保护电弧焊：以专用气体作为保护介质，以连续送进的可熔化焊丝与焊件之间的电弧作为热源的一类电弧焊方法的总称（GMA W）。

二、综合分析1.在熔模铸造型壳的干燥硬化过程中，硅溶胶型壳通常会出现型壳鼓泡和裂纹，请分析其原因。

解答：硅溶胶型壳中的水大部分在干燥过程中排除，干燥过程实质上就是硅溶胶的胶凝过程。

干燥的最终结果是不断发生硅醇聚缩反应，形成牢固的硅氧键而胶凝。

如果型壳的硅溶胶还未转变成凝胶，或者刚胶凝尚含有较多溶剂，马上涂挂下一层，必然会发生冻胶回溶现象或者吸收下层溶胶引起型壳溶胀鼓泡，甚至使制壳工艺无法进行下去。

干燥过程中，随着溶剂的蒸发，型壳将发生收缩，若各部分干燥不均匀，收缩不一致，就会形成内应力而导致型壳开裂。

2.根据铸件浇注位置的选择原则，分析下面每一组图中那个是合理的，并论述其理由。

图1中（b）是合理的，因为齿轮轮齿是加工面和使用面，应朝下。

材料成型技术基础作业1(上海大学)解答详细完整版

答：中间粗杆受拉，两侧细杆受压。沿A-A线锯断，粗杆给予细杆的压力被释放，细杆变长，框变长，断口间隙变大。将两边细杆锯断，则细杆给予粗杆的拉力被释放，粗杆变短，框变短，断口间隙变小。
3、图2所示为一厚度较大的铸造平板，铸后立即进行机械加工，产生了如图2所示的弯曲变形，请回答下列问题：
(1)试分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变形产生的主要原因。
“材料与成形A（2）、B（2）”作业一2015年11月
1、试分析下图所示各种截面的铸钢梁，其凝固收缩是自由收缩还是受阻收缩？收缩时是形成热应力还是机械应力？并分析其应力性质（拉、压）和变形趋势。
提示：如果壁厚均匀，冷却没有先后，就无热应力。通过模仿收缩过程来判断是否有机械应力。
2、有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图1所示，冷却凝固后，用钢锯沿A-A线锯断，此时断口间隙大小会发生什么变化?试分析其原因。如果是将两边细杆锯断，细杆断口间隙大小会发生什么变化?为什么?
(2)为防止产生变形，可采取怎样的工艺措施?
(3)为防止产生变形，平板结构设计上可作怎样的改进?画出改进后的平板结构示意图。
4、图3所示为两个尺寸不全相同的轮类灰口铸铁件，试分析这两个铸件在浇注冷却收缩后，轮缘、轮辐和轮毂处的残余应力状态，并估计可能产生冷裂的部位。

材料成型习题解析(第五章)

组合型芯
1#
2#
下上余量：上面>侧面>下面
活块
下上放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
下
上
该凹槽采用砂垛形成
该轴孔不铸出，采用机加工制出该凹槽采用假箱造型
单件小批量生产时的造型方法：手工造型
修改部位1、2
上
下
10.下图所示为三通铜铸件，原为砂型铸造。相因生产批量大，为降低成本，拟改为金属型铸造。试分析哪些结构不适宜金属型铸造？给以修改。
上
下
答：两箱造型
3. 试确定下图铸件的分型面，修改不合理的结构，并说明修改理由。
下
上
下
上
不合理的结构: (1)非加工表面没有结构斜度； (2)壁的转角处应该有结构圆角
下
上
修改图
不合理的结构：开口处尺寸较小，必须用型芯才能形成内腔。单件小批量生产时，尽量少用型芯。因此，其修改方法：扩大了其开口，可用吊砂形成内腔，从而省去型芯。
2.下题中的铸件在单件小批生产时应采用什么造型方法？
Ⅱ
Ⅰ Ⅲ
A
A
Ⅳ
答：方案Ⅰ:φ125两圆台凸起妨碍拔模，轴头孔型芯头复杂，安放有困难；方案Ⅱ:底部A处妨碍拔模，有错箱可能；方案Ⅲ:两箱造型，仅有错箱可能，方案可行；方案Ⅳ:分型面处有圆弧，需要挖砂，顶部圆台妨碍拔模。
Ⅰ
Ⅱ
答:应使分型面尽量为平直面。图a需用挖砂，机器造型时模板分型面处加工费事。方案Ⅰ：分型面为曲面，不利于分型。方案Ⅱ：分型面在最大截面处，且为平面，方案可行。.
• 铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。 • 内容包括：浇注位置，铸件分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。 • 用途：铸造工艺图是操作者在造型操作过程中具体的指导文件。铸造工艺图上规定了分型画、分模面、浇冒系统位置及形状大小、工艺余量、砂芯轮廓形状和尺寸、铸肋、造型方法及其他有关的技术要求。造型操作者可按照工艺图制造砂型和砂芯，以及装配铸型和合型，同时铸造工艺图也是检查人员进行检查验收的依据。

材料成型习题分析解析

第二章4. 比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。

解：一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为：A 球<A 块<A 板<A 杆根据K R =τ 与 11A V R =所以凝固时间依次为： t 球>t 块>t 板>t 杆。

5. 在砂型中浇铸尺寸为300⨯300⨯20 mm 的纯铝板。

设铸型的初始温度为20℃，浇注后瞬间铸件-铸型界面温度立即升至纯铝熔点660℃，且在铸件凝固期间保持不变。

浇铸温度为670℃，金属与铸型材料的热物性参数见下表：热物性材料导热系数λ W/(m·K) 比热容C J/(kg·K) 密度ρ kg/m 3 热扩散率a m 2/s 结晶潜热 J/kg 纯铝 212 1200 2700 6.5⨯10-5 3.9⨯105 砂型0.739184016002.5⨯10-7试求：（1）根据平方根定律计算不同时刻铸件凝固层厚度s,并作出τ-s 曲线；（2）分别用“平方根定律”及“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间，并分析差别。

解：(1) 代入相关已知数解得：2222ρλc b =，=1475 ，()()[]S i T T c L T T b K -+ρπ-=10112022 = 0.9433 (m s m/)根据公式Kξτ=计算出不同时刻铸件凝固层厚度s 见下表,τξ-曲线见图3。

τ (s) 0 20 40 60 80 100 120 ξ (mm)4.226.007.318.449.4310.3(2) 利用“平方根定律”计算出铸件的完全凝固时间：取ξ ＝10 mm ，代入公式解得： τ=112.4 (s) ；利用“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间：图3 τξ-关系曲线11A V R = = 8.824 (mm) 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=K R τ = 87.5 (s)采用“平方根定律”计算出的铸件凝固时间比“折算厚度法则”的计算结果要长，这是因为“平方根定律”的推导过程没有考虑铸件沿四周板厚方向的散热。