复习题-塑性成形原理
《金属塑性成形原理》复习题(答案参考)
一.名词解释1.理想刚塑性材料/刚塑性硬化材料2.拉伸塑性失稳/压缩失稳3.工程切应变/相对线应变4.增量理论/全量理论5.轴对称应力状态/平面应力状态6.屈服轨迹/屈服表面7.动态回复/动态再结晶8.等效应力/等效应变9.弥散强化/固溶强化10.临界切应力/形变织构二.简答题提高金属塑性的基本途径。
试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
①相组成的影响：单相组织(纯金属或固溶体)比多相组织塑性好。
多相组织由于各相性能不同，变形难易程度不同，导致变形和内应力的不均匀分布，因而塑性降低。
如碳钢在高温时为奥氏体单相组织，故塑性好，而在800℃左右时，转变为奥氏体和铁素体两相组织，塑性就明显下降。
另外多相组织中的脆性相也会使其塑性大为降低。
②晶粒度的影响：晶粒越细小，金属的塑性也越好。
因为在一定的体积内，细晶粒金属的晶粒数目比粗晶粒金属的多，因而塑性变形时位向有利的晶粒也较多，变形能较均匀地分散到各个晶粒上；又从每个晶粒的应力分布来看，细晶粒时晶界的影响局域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。
由于细晶粒金属的变形不均匀性较小，由此引起的应力集中必然也较小，内应力分布较均匀，因而金属在断裂前可承受的塑性变形量就越大。
③锻造组织要比铸造组织的塑性好。
铸造组织由于具有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷，故使金属塑性降低。
而通过适当的锻造后，会打碎粗大的柱状晶粒获得细晶组织，使得金属的塑性提高。
试分别从力学和组织方面分析塑性成形件中产生裂纹的原因。
防止产生裂纹的原则措施是什么？变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么？就大多数金属而言，其总体趋势是：随着温度的升高，塑性增加，但是这种增加并不是简单的线性上升；在加热过程中的某些温度区间，往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。
在一般情况下，温度由绝对零度上升到熔点时，可能出现几个脆性区，包括低温的、中温的和高温的脆性区。
塑性成形原理
《金属塑性成形原理》习题集第一章 金属的塑性和塑性变形1．什么是金属的塑性？什么是变形抗力？2．简述变形速度、变形温度、应力状态对金属塑性和变形抗力的影响。
如何提高金属的塑性？3．什么是附加应力？ 附加应力分几类？试分析在凸形轧辊间轧制矩形板坯时产生的附加应力？4．什么是最小阻力定律？最小阻力定律对分析塑性成形时的金属流动有何意义？5．塑性成形时，影响金属变形和流动的因素有哪些？各产生什么影响？6．为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的？不均匀变形会产生什么后果？7．什么是残余应力？残余应力有哪几类？会产生什么后果？如何消除工件中的残余应力？8．摩擦在金属塑性成形中有哪些消极和积极的作用？塑性成形中的摩擦有什么特点？9．塑性成形中的摩擦机理是什么？10． 塑性成形时接触面上的摩擦条件有哪几种？各适用于什么情况？11． 塑性成形中对润滑剂有何要求？12． 塑性成形中常用的液体润滑剂和固体润滑剂各有哪些？石墨和二硫化钼 如何起润滑作用？第二章 应力应变分析1．什么是求和约定？张量有哪些基本性质？2．什么是点的应力状态？表示点的应力状态有哪些方法？3．什么是应力张量、应力球张量、应力偏张量和应力张量不变量？4．什么是主应力、主剪应力、八面体应力？5．什么是等效应力？有何物理意义？6．什么是平面应力状态、平面应变的应力状态？7．什么是点的应变状态？如何表示点的应变状态？8．什么是应变球张量、应变偏张量和应变张量不变量？9．什么是主应变、主剪应变、八面体应变和等效应变？10． 说明应变偏张量和应变球张量的物理意义？11． 塑性变形时应变张量和应变偏张量有和关系？其原因何在？12． 平面应变状态和轴对称状态各有什么特点？13． 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=30758075050805050ij σ，试求方向余弦为21==m l ，21=n 的斜面上的全应力、正应力和剪应力。
14． 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=10010010010010ij σ，求其主应力、主剪应力、八面体应力、应力球张量及应力偏张量。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理1：试述塑性成型的一般分类。
1按成形特点分;块料和板料成形.其中块料成形分为一次加工和2次加工。
一次加工包括轧制、挤压、拉拔等加工方法。
二次加工包括自由锻、模锻等加工方法。
2按成形时工件的温度分为热成形，冷成形，温成形。
2：在冷态下塑性变形的主要形式是什么？为什么？1在冷态条件下,多晶体的塑性变形是晶内变形，而晶内变形的主要方式是滑移。
2这是因为晶界存在各种缺陷，能量较高，在外力作用下不易变形，在冷态下条件下，晶界强度高于晶内，其变形比晶内困难，还由于晶粒在生成过程中，各晶粒相互接触，形成犬牙交错状态,造成对晶界滑移机械的阻碍作用，如果晶界变形，容易引起晶界结构的破坏,和裂纹产生，因此晶间变形只能很小.3：多晶体金属塑性变形的特点是什么？1各晶粒变形的不同时性，2,各晶粒变形具有相互协调性。
3晶粒与晶粒之间，晶粒内部与晶界附近区域之间的变形具有不均匀性。
4：细晶对变形抗力的影响?1，滑移是由一个晶粒转移到另一个晶粒,主要取决于晶粒、晶界附近位错塞积群产生的产力场是否能够激发相晶粒中的位错源开动起来，以进行协调性的次滑移，而位错塞积群应力场的强弱与塞积位错数目n有关,n越大,应力场就越大，位错源开动的时间就越长，位错数也就越大,因此，粗晶金属的变形比较容易，而细晶粒则需要更大的外力作用才能使相邻晶粒发生塑性变形，即晶粒越细小，金属的变形抗力越大。
5：细晶对金属塑性的影响？1，在一定的体积内，细晶粒的数目多于粗晶粒的数目，因而塑性变形是位向有利的晶粒也较多，变形能均匀地分散到各个晶粒上.2从每个晶粒的应变分布来看,细晶粒时，晶界的影响区域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异性减小,细晶粒金属的变形不均匀性也较小，因此引起的应力集中必然减小，内应力较均匀，因而金属断裂前可以承受塑性变形量更大.6：冷塑性变形对金属组织的影响？1，晶粒形状的变化，金属经冷变形加工后,晶粒形状变化趋势与金属宏观变形一致，2，晶粒内部产生亚结构，3晶粒位向改变,产生变形织构。
塑性成形原理作业
1、已知以下应力状态，试求其主应力、主切应力、等效应力、应力球张量和应力偏张量。
5040301010010100406020;10100;1020030207000200020σσσ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ij ij ij （MPa ） 2、已知下列应力分量，试求其主应力，并说明应力状态的特点。
00;000ij ij q q q q q q q q q τσστττ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦（MPa ） 3、已知某质点的应力分量为50004050510ij σ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦（MPa ），试利用应力摩尔圆求主应力。
4、一块长×宽×厚为120mm ×36mm ×0.5mm 的平板，在长度方向均匀拉伸至144mm ，若拉伸时允许宽度自然收缩，试求对数应变、平板的最终尺寸及等效变，并与宽度不变时进行对比。
5、有一圆棒料式样均匀连续拉伸五次，每次拉伸断面收缩20%，试用相对伸长、断面收缩率和对数应变分别求出各次拉伸的应变值和总应变值，并分析哪种应变表达方式较为合理。
6、一直径为φ50mm 的圆柱体试样在无摩擦的光滑平板间压缩，当总压力达到314KN 时试样屈服。
现设在圆柱体周围加上10MPa 的静水压力，试求试样屈服时所需的总压力。
7、某理想塑性材料的屈服应力为σs ＝100MPa ，试分别用屈雷斯卡及密席斯屈服准则判断下列应力状态处于什么状态（是否存在、弹性、塑性）。
1000015000120005000000;0500;0100;05000010000500020000ij ij ij ij σσσσ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥====-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦8、已知薄壁圆球，半径为r 0，厚度为t 0，受内压p 的作用。
按屈雷斯卡屈服准则计算当薄壁球进入塑性状态时的p 值大小。
塑性成形原理复习题
一、填空1、典型的塑性成形工艺包括拉深,挤压,轧制,拉拔等。
2、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
3、主应变简图采用主应变的个数和方向描述一点的应变状态,满足体积不变条件的应变状态主应变简图有3种。
4、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则相差最大的应力状态是平面应变状态。
5、不考虑材料的弹性,也不考虑材料硬化的材料模型称为理想刚塑性材料;不考虑材料的弹性,考虑材料硬化的材料模型称为刚塑性硬化材料。
6、超塑性成形工艺方法有结构超塑性和动态超塑性。
(相变超塑性)7、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则一致的应力状态是单向应力状态。
8、按照加工特点来分,塑性成形可以分为块料成形和板料成形两大类,其中,常见的块料成形包括拉拔,锻造,挤压,轧制等工艺。
9、冷挤压钢制零件时,需要对制件表面进行磷化处理,磷化处理后必须进行润滑处理,常用的润滑方法是表面皂化。
10、主应力简图共有9种。
满足体积不变条件的主应变简图共有3种。
11、应力偏张量引起物体产生形状变化;应力球张量引起物体产生体积变化。
12、多晶体的塑性变化包括晶内变形和晶间变形,其中,晶间变形的主要方式是滑移。
13、对数应变的主要特点是准确性、叠加性、可比性。
14、塑性应力应变关系与加载历史有关,变形过程中材料体积不变。
15、单位面积的内力被称为应力。
16、多晶体塑性变形的特点包括:具有不均匀性、不同时性、和相互协调性。
17、塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦,流体摩擦,边界摩擦。
18、常用的求解塑性工程问题的方法有主应力法、滑移线法、上限元法。
19、塑性成形工艺按成形件的特点可以分为块料成形和板料成形。
20、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
21、屈雷斯加屈服准则的物理意义为,当材料的最大剪应力达到某一常数时材料就屈服了;米塞斯屈服准则的物理意义为,当材料的等效应力达到某一定值时,材料就屈服了。
22、关于摩擦产生机理有:表面凸凹学说,分子吸附学说,表面粘着学说。
塑性成形原理习题及答案
一、名词解释（每题3分，共15分）1．非均质形核答：液态金属中新相以外来质点为基底进行形核的方式。
2．粗糙界面与光滑界面答：粗糙界面：a≤2，固液界面上有一半点阵位置被原子占据，另一半位置则空着，微观上是粗糙的；光滑界面：a＞2，界面上的位置几乎被原子占据，微观上是光滑的。
3．内生生长与外生长答：内生生长：晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式外生生长：在液体内部生核自由生长的生长方式。
4．沉淀脱氧答：沉淀脱氧是指将脱氧元素（脱氧剂）溶解到金属液中与FeO直接进行反应而脱氧，把铁还原的方法。
5．缩孔缩松答：缩孔：纯金属或共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞；缩松：具有宽结晶温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔。
二、填空（每空1分，共15分）1．液体原子的分布特征为长程无序、短程有序，即液态金属原子团的结构更类似于固态金属。
2．界面张力的大小与界面两侧质点结合力大小成反比。
衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小。
润湿角越小，说明界面能越小.3．金属结晶形核时，系统自由能变化△G由两部分组成，其中相变驱动力为体积自由能的降低，相变阻力为表面能的升高。
4．一般铸件的宏观组织由表面细晶区、柱状晶区和内部等轴晶区三个晶区组成。
5．根据熔渣随温度变化的速率可将焊接熔渣分为“长渣”与“短渣”。
“长渣”是指随温命题教师注意事项：1、主考教师必须于考试一周前将试卷经教研室主任审批签字后送教务科印刷。
2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。
6．金属中的气孔按气体来源不同可分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。
三、间答（每题5分，共30分）1．铸件的凝固方式及影响因素。
答：铸件凝固方式：体积凝固，中间凝固和逐层凝固方式影响因素包括：金属的化学成分和结晶温度范围大小、铸件断面上的温度梯度。
2．用图形表示K0＜1的合金铸件单向凝固时，在以下四种凝固条件下所形成的铸件中溶质元素的分布曲线：（1）平衡凝固；（2）固相中无扩散而液相中完全混合；（3）固相中无扩散而液相中只有扩散；（4）固相中无扩散而液相中部分混合。
金属塑性成形原理考试复习题
1.什么是金属的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特点？塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力；塑性变形：当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法，也称塑性加工或压力加工；塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1）块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
可分为一次成型和二次加工。
一次加工：①轧制-是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。
分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材。
②挤压-是在大截面坯料的后端施加一定的压力，将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。
分正挤压、反挤压和复合挤压；适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔-是在金属坯料的前端施加一定的拉力，将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。
生产棒材、管材和线材。
二次加工：①自由锻-是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。
精度低，生产率不高，用于单件小批量或大锻件。
②模锻-是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形，从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。
分开式模锻和闭式模锻。
2）板料成型一般称为冲压。
分为分离工序和成形工序。
分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等工序；成型工序：用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，成为具有要求形状和尺寸的零件，如弯曲、拉深等工序。
Ⅱ按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。
金属塑性成形原理复习题
1）衡量金属或合金的塑性变形能力的塑性指标有和等。
2）应力球张量可以使物体产生变化，应力偏张量使物体产生变化。
3）厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。
4）当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。
5）目前材料的超塑性有两类，分别是和等6）影响金属塑性的主要因素除材料本身的化学成分和组织状态外，还有、和等。
7）塑性成形力学中的基本假设有、、与一般条件下忽略体积力的影响等。
8）金属塑性成形时，根据坯料与工具接触表面之间的润滑状态的不同，可以把摩擦分为三种类型即：，和。
9）筒形件拉深过程中可能出现的缺陷是凸缘变形区和凸模圆角处材料1) 简述提高金属塑性的常用措施？2）简述塑性变形时应力—应变关系的特点。
3） 全量理论在什么情况下与增量理论等同，或在什么情况下使用具有足够的准确性？4）影响摩擦系数的主要因素有哪些？。
1、对于直角坐标系 Oxyz 内，已知受力物体内一点的应力张量为 ：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=505050505ijσ，单位为 MPa ，（ 1 ）画出该点的应力微元体； ( 2 )求出该点的应力偏张量和应力球张量（3）求出该点的应力张量不变量、主应力及主方向。
四、试分析桶形件拉深时各个区域的应力应变状态，绘出应力状态图。
（指出各部分应力，应变的正负）。
五、已知两端封闭的薄壁圆筒，其半径为r,筒壁厚度为t,受内压P 的作用，试求圆筒产生屈服时的内压力P （设材料单向拉伸时的屈服应力为σs ，应用Mises屈服准则）。
点应力状态指物体内一点任意方位微小面积上所受的应力情况，包括应力的、和。
3）应力球张量对应着变化，应力偏张量对应着材料的变化。
4）与名义应变相比，真实应变（对数应变）具有和的特点。
5）塑性变形时应力与应变之间的关系不一定是关系，而与有关系。
7）厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。
8)当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。
金属塑性成形原理复习题
一、名词解释1. 主应力：只有正应力没有切应力的平面为主平面，其面上的应力为主应力。
2. 主切应力：切应力最大的平面为主切平面，其上的切应力为主主切应力。
3. 对数应变 答：变形后的尺寸与变形前尺寸之比取对数4. 滑移线 答：最大切应力的方向轨迹。
5. 八面体应力：与主平面成等倾面上的应力6. 金属的塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
7. 等效应力：又称应力强度，表示一点应力状态中应力偏张量的综合大小。
8. 何谓冷变形、热变形和温变形：答冷变形：在再结晶温度以下，通常是指室温的变形。
热变形：在再结晶温度以上的变形。
温变形在再结晶温度以下，高于室温的变形。
9. 何谓最小阻力定律：答变形过程中，物体质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路。
10.金属的再结晶 答：冷变形金属加热到一定的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。
11. π平面 答：是指通过坐标原点并垂于等倾线的平面。
12.塑性失稳 答：在塑性加工中，当材料所受的载荷达到某一临界后，即使载荷下降，塑性变形还会继续，这种想象称为塑性失稳。
13.理想刚塑性材料：在研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
P13914.应力偏张量：应力偏张量就是应力张量减去静水压力，即：σij ′ =σ－δij σm二、填空题1. 冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生2. 金属塑性变形的特点：不同时性、相互协调性和不均匀性。
3. 由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织称为：变形织构 。
4. 随着变形程度的增加,金属的强度 硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为：加工硬化。
5. 超塑性的特点:大延伸率、低流动应力、无缩颈、易成形、无加工硬化 。
6. 细晶超塑性变形力学特征方程式中的m 为:应变速率敏感性指数。
7. 塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力 。
金属塑性成形原理期末复习
金属塑性成形原理复习题1.塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
2.塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形，也称塑性加工或压力加工。
3.塑性成形金属塑性成形块料成形板料成形非金属塑性成形4.塑性变形机理晶内变形（为主）滑移——相对滑动，切变孪生——均匀切变晶界变形（协调）滑动转动5.晶体的滑移过程，实质上就是位错的移动和增殖的过程。
6.孪生与滑移的区别○1变形方式孪生均匀切变变形波及整个孪生区滑移变形仅集中在滑移面不均匀切变○2原子位移距离孪生：移动距离为原子间距的千分之几滑移：移动距离为原子间距的整数倍○3变形后的位向孪生：镜面滑移：未改变位向○4变形难易孪生：难滑移：易滑移孪生滑移○5显微观察孪生：可以观察滑移：观察不到7.塑性变形的特点○1各晶粒变形的不同时性○2各晶粒变形的相互协调性○3晶粒与晶粒之间和内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性8.固溶强化：固溶体晶体中有异类原子存在，这种异类原子（即溶质原子）无论是以置换还是间隙方式溶入基体金属，都会对金属的变形行为产生影响，表现为变形抗力和加工硬化率有所提高，塑性有所下降。
这种现象称为固溶强化。
9.冷塑性变形对金属组织和性能的影响：①产生滑移带和孪生带②晶粒形状的变化③晶粒内产生亚结构④晶粒位向改变10.晶粒位向改变（变形织构）：由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的取向称为变形织构。
分为丝织物和板织物11加工硬化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性韧性降低的现象称为加工硬化。
优点：①加工硬化，强化金属②安全性能提高③保证成形缺点：①变形阻力加大，消耗能量更多②脆性增大12.热塑性变形的软化过程按性质分：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶，亚动态再结晶动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。
动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。
《金属塑性成形原理》试卷及答案
《金属塑性成形原理》试卷及答案一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：，则单元内任一点外的应变可表示为＝。
2. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。
4. 等效应力表达式：。
5.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为第一主方向，由第一主方向顺时针转所得滑移线即为线。
6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。
7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
8．对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。
9．就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提高。
10．钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。
11．为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。
12．材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫超塑性。
13．韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实际的。
14．硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。
15．塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。
16．应力状态中的压应力，能充分发挥材料的塑性。
17．平面应变时，其平均正应力σｍ等于中间主应力σ２。
18．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。
19．材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为ε１＝０.1，第二次的真实应变为ε２＝０.25，则总的真实应变ε＝0.35 。
20．塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。
21．弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主。
二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上1．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；2．塑性变形时不产生硬化的材料叫做A。
Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料；3．用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为B。
金属塑性成形原理期末复习
塑性指标：拉伸率δ和断面收缩率Ψ。 概 念： 金属在破坏前产生的最大
变形程度，即极限变形量。
H0 - Hk
塑性指标ε= ------------- ×100%（压缩法）
H0
塑性指标衡量金属塑性高低的指标。 塑性状态图及其应用 概念：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形，简称塑性图。 应用：合理选择加工方法
静态回复 动态回复——主要通过位错的攀移、交滑移来实现。 2.再结晶
静态再结晶：利用金属变形余热发生 动态再结晶：热塑性变形过程中发生 亚动态再结晶：动态再结晶晶粒在热变形停止后的长大过程 (二)热塑性变形后金属组织和性能的变化 1.改善铸造组织，锻合内部缺陷 2.形成纤维组织 3 产生带状组织 超塑性的分类：恒温超塑性或第一类超塑性。
提高塑性的主要途径有以下几个方面： (1)控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性； (2)采用合适的变形温度—速度制度； (3)选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态； (4)避免加热和加工时周围介质的不良影响
第二节 金属的流动及其影响因素
第三节 金属塑性成形中的摩擦和润滑
几个基本概念 弹性(Elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。 塑性(Plasticity)：固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整 性的能力 屈服(Yielding)：开始产生塑性变形的临界状态 损伤(Damage)：材料内部缺陷产生及发展的过程 断裂(Fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程
一般讲，如果变形速度大，有没有足够时间完成塑性变形，金属的变形抗力会提高，塑 性降低。变形速度对塑性的影响概括为变形速度的增大，金属和合金的变形抗力提高； 随变形速度提高，塑性变化的一般趋势如图；变形速度对锻压工艺也有广泛的影响。
塑性成形原理试题及答案
塑性成形原理试题及答案一、选择题1. 塑性成形是指材料在外力作用下发生永久变形而不破坏的过程，以下哪种材料不适合进行塑性成形？A. 低碳钢B. 铝合金C. 陶瓷D. 钛合金答案：C2. 在塑性成形过程中，材料的塑性变形主要发生在哪个区域？A. 弹性变形区B. 塑性变形区C. 断裂区D. 疲劳区答案：B3. 以下哪种塑性成形方法不需要模具？A. 锻造B. 挤压C. 拉拔D. 冲压答案：A二、填空题4. 塑性成形的基本原理是材料在_________作用下发生塑性变形。
答案：外力5. 塑性成形过程中，材料的塑性变形能力通常用_________来衡量。
答案：塑性指数6. 塑性成形过程中，材料的变形程度通常用_________来表示。
答案：应变三、简答题7. 简述塑性成形的三个基本条件。
答案：塑性成形的三个基本条件包括：（1）材料必须具有足够的塑性；（2）外力必须足够大，以克服材料的内部阻力；（3）材料必须在适当的温度和速度下进行变形。
8. 描述塑性成形过程中的应力-应变曲线，并解释其各阶段的含义。
答案：塑性成形过程中的应力-应变曲线通常包括三个阶段：弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段。
在弹性阶段，材料仅发生弹性变形，应力和应变成正比；屈服阶段是材料开始发生塑性变形的起点，此时应力达到屈服强度；在塑性流动阶段，材料继续发生塑性变形，但应力保持相对稳定。
四、计算题9. 假设一块材料经过塑性成形后，其长度从L1变为L2，求其应变ε。
答案：应变ε可以通过公式ε = (L2 - L1) / L1计算得出。
10. 如果已知材料的屈服强度σy和塑性变形前的应力σ1，求材料在塑性变形前的应变ε1。
答案：材料在塑性变形前的应变ε1可以通过公式ε1 = σ1 / E 计算得出，其中E是材料的弹性模量。
五、论述题11. 论述塑性成形在工业生产中的应用及其重要性。
答案：塑性成形在工业生产中应用广泛，如汽车制造、航空航天、建筑行业等。
复习题-塑性成形原理
复习题-塑性成形原理塑性成形原理习题集及答案一、概念题 1. 2. 3. 4. 5. 6.(金属) 塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力称为塑性塑性加工：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形，也称塑性加工或压力加工。
加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
屈服准则:在一定变形条件下(变形温度、变形速度) 下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，材料才能开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则。
f (σij ) =C名义与真实应变:名义应变：又称为工程应变，用来表示，适用于小应变分析。
真实应变(又称对数应变) 是指工件变形后的线尺寸与变形前的线尺寸之比的自然对数值来表示。
等效应力: 略二、选择题1. 图1中B 点所处应力状态 ()图1 加载示意图(a)只有正压力；(b)纯剪切应力；(c)既有正应力又有剪切应力；(d)无任何应力2. 受力物体的应力状态可用应力单元体上的主应力表示，主应力图总共有 ( ) (a)三种；(b)六种；(c)八种；(d)九种3. 下列应力状态中与其它不同的一项是 ( )0⎫0⎫⎫400⎫⎫600⎫⎫30⎫-20⎫ ⎫ ⎫ ⎫(a) 000⎫；(b) 000⎫；(c) 0-30⎫；(d) 0-80⎫ 000⎫ 000⎫ 00-3⎫ 00-8⎫⎫⎫⎫⎫⎫⎫⎫⎫4. 应力张量=应力偏张量+应力球张量，其中，应力偏张量只能使物体产生 ( ) (a)塑性提高；(b)形状变化；(c)体积变化；(d)前三者均可5. 如用主应变简图来表示应变状态，则塑性变形所对应的应变类型有 ( ) (a)三种；(b)六种；(c)八种；(d)九种6. 主应力与主应变简图可结合起来表示塑性变形特征，二者的组合有 ( ) (a)三种；(b)九种；(c)二十三种；(d)二十七种7. 下面哪种本构属于理想刚塑性线形硬化模型 ()(a) (b) (c) (d)8. 屈雷斯加与米塞斯屈服准则的本质区别是没有考虑哪一项的影响 ( )(a)最大主应力；(b)中间主应力；(c)最小主应力；(d)平均应力9. 图所示为低碳钢在单向拉伸状态的应力应变曲线，其中，表示塑性的 ()(a)OA段；(b) OB段；(c) OC段；(d) OF段10. 平面应力状态下，屈雷斯加与米塞斯屈服轨迹的几何图形有六个交点，其中，属于轴对称应力状态的是 ( )(a)A和E ；(b)K和G ；(c)C和I ；(d)A和G ；11. 由图所示，两个屈服准则相差最大有六个点，其中，属于纯切应力状态两点是( ) (a)B和D ；(b)F和L ；(c)H和J ；(d)B和J12. 塑性成形过程理论分析方法中被称为切块法的是 ( ) (a)主应力法；(b)滑移线法；(c)上限元法；(d)有限元法三、问答题1. 已知有一点的应力单元体如图所示，画出该应力状态对应的应力摩尔圆，并写出摩尔圆圆心和半径方程，并写出各主应力的表达式。
《金属塑性成形原理》习题库(附答案及解析)
《金属塑性成形原理》试题库一、填空题：1、在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整的能力称为塑性。
2、晶内变形的主要方式是滑移和孪生，其中滑移变形是主要的。
3、一般来说，滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。
4、体心立方金属滑移系为12 个；面心立方滑移系为12 个；密排六方滑移系为3 个。
5、孪生是晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变，变形部分与未变形部分构成了镜面对称关系。
6、在多晶体材料中，晶间变形的主要方式是晶体之间的相互滑动和转动。
7、多晶体塑性变形的特点：一是晶粒变形的不同时性；二是各晶粒变形的相互协调性；三是晶粒与晶粒之间以及晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。
8、晶体滑移时，滑移方向的应力分量为τ=σμ，μ=cosθcosλ，μ称为取向因子。
9、通常把取向因子μ=0的取向称为硬取向；把μ=0.5的取向称为软取向。
10、固溶体塑性变形时，由于位错应变能的作用，溶质原子会偏聚在位错附近形成特定的分布，这种分布现象称为“柯氏气团”或“溶质气团”。
11、随着变形程度的增加，金属的强度和硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化（或形变强化）。
12、去应力退火是回复在金属中的应用之一，既可保持金属的加工硬化（或形变强化），又可消除残余应力。
13、实验研究表明，晶粒平均直径d与屈服强度σs的关系（Hall-Petch关系）可表达为：σs＝σ0+Kd-1/2。
14、由于塑性变形使得金属形成晶粒具有择优取向的组织，称为形变织构。
15、增大静水压力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻其所造成的拉裂作用。
16、材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过100% 的现象叫超塑性。
17、金属的超塑性分为细晶超塑性和相变超塑性两大类。
18、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代冷变形组织，这个过程称为金属的再结晶。
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塑性成形原理习题集及答案一、概念题 1. (金属)塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力称为塑性2. 塑性加工：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形，也称塑性加工或压力加工。
3. 加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
4. 屈服准则:在一定变形条件下(变形温度、变形速度)下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，材料才能开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则。
5. 名义与真实应变:名义应变：又称为工程应变，用 来表示，适用于小应变分析。
真实应变(又称对数应变)是指工件变形后的线尺寸与变形前的线尺寸之比的自然对数值来表示。
6.等效应力: 略二、选择题1.图1中B 点所处应力状态 ( )图1 加载示意图(a)只有正压力；(b)纯剪切应力；(c)既有正应力又有剪切应力；(d)无任何应力2.受力物体的应力状态可用应力单元体上的主应力表示，主应力图总共有 ( ) (a)三种；(b)六种；(c)八种；(d)九种3.下列应力状态中与其它不同的一项是 ( )(a)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000000004；(b)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000000006；(c)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--300030003；(d)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---800080002 4.应力张量=应力偏张量+应力球张量，其中，应力偏张量只能使物体产生 ( ) (a)塑性提高；(b)形状变化；(c)体积变化；(d)前三者均可5.如用主应变简图来表示应变状态，则塑性变形所对应的应变类型有 ( ) (a)三种；(b)六种；(c)八种；(d)九种6.主应力与主应变简图可结合起来表示塑性变形特征，二者的组合有 ( ) (a)三种；(b)九种；(c)二十三种；(d)二十七种7.下面哪种本构属于理想刚塑性线形硬化模型 ( )(a) (b) (c) (d)8.屈雷斯加与米塞斯屈服准则的本质区别是没有考虑哪一项的影响 ( ) (a)最大主应力；(b)中间主应力；(c)最小主应力；(d)平均应力9.图所示为低碳钢在单向拉伸状态的应力应变曲线，其中，表示塑性的 ( )Cf ij =)(σ(a)OA 段；(b) OB 段；(c) OC 段；(d) OF 段10.平面应力状态下，屈雷斯加与米塞斯屈服轨迹的几何图形有六个交点，其中，属于轴对称应力状态的是 ( )(a)A 和E ；(b)K 和G ；(c)C 和I ；(d)A 和G ；11.由图所示，两个屈服准则相差最大有六个点，其中，属于纯切应力状态两点是 ( ) (a)B 和D ；(b)F 和L ；(c)H 和J ；(d)B 和J12.塑性成形过程理论分析方法中被称为切块法的是 ( ) (a)主应力法；(b)滑移线法；(c)上限元法；(d)有限元法三、问答题1.已知有一点的应力单元体如图所示，画出该应力状态对应的应力摩尔圆，并写出摩尔圆圆心和半径方程，并写出各主应力的表达式。
2.写出屈雷斯加和米塞斯屈服准则表达式，阐述其物理意义，并将二者进行比较分析?答：1864年提出，当受力物体(质点)中的最大切应力达到某一定值时，该物体就发生塑性屈服。
材料处于塑性状态时，其最大切应力是一个定值。
该定值只取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。
当321σσσ≥≥时，K 231max =-=σστ1913年提出，在一定的变形条件下，当受力物体内一定的等效应力达到某一定值时，该物体就发生塑性屈服。
利用主应力的表示为：22132322212)()()(s σσσσσσσ=-+-+-共同点1) 屈服准则的表达式都和坐标的选择无关，等式左边都是不变量的函数；2)三个主应力可以任意置换而不影响屈服，同时，认为拉应力和压应力的作用是一样的； 3)各表达式都和应力球张量无关。
不同点1)屈雷斯加准则没有考虑中间主应力的影响，三个主应力大小顺序不知时，使用不方便，米赛斯屈服准则考虑了中间应力影响，使用方便(本质区别)。
2)物理含义不同：Tresca ：最大剪应力达极限值K ，Mises ：畸变能达到某极限 3)表达式不同;4)几何表达不同：Tresca 准则：在主应力空间中为一垂直π平面的正六棱柱； Mises 准则：在主应力空间中为一垂直于π平面的圆柱。
(π平面:在主应力坐标系中，过原点并垂直于等倾线的平面) 3.全量理论与增量理论的对比分析(概念、表达式、应用)？答：增量理论：增量理论又称流动理论，是描述材料处于塑性状态时，应力与应变增量或应变速率之间关系的理论，它是针对加载过程中的每一瞬间的应力状态所确定的该瞬间的应变增量，这样就撇开了加载历史的影响； 列维-米塞斯(Levy-Mises)方程λτγτγτγσεσεσεd d d d d d d zxzx yzyz xyxy z zyyxx======222''' 或λσεd d ij ij '= 伊留申提出的全量理论：在塑性变形时，只有满足比例加载(也称简单加载)条件，才可建立全量应变与应力之间的关系．所谓比例加载，是指在加载过程中所有的外力从一开始起就按同一比例增加。
λτγτγτγσεσεσε======zxzxyz yz xy xy z z y y x x 222''' 两种理论的应用对比◆ 通过上述分析，在塑性变形中，由于难于普遍保证比例加载，所以，一般都采用增量理论，其中，主要是列维-米塞斯方程或圣文南塑性流动方程。
◆ 但是，塑性成形理论中很重要的问题之一是求变形力，这时一般只需研究变形过程中某一特定瞬间的变形，如果以变形体在该瞬时的形状、尺寸及性能作原始状态，那么小变形全量理论和增量理论可以认为是一致的。
◆ 此外，一些研究表明，某些塑性加工过程，虽比例加载有一定偏离，运用全量理论也能得出较好的计算结果，所以全量理论仍然运用至今。
4.分析应力应变顺序对应规律及应用(概念、实质、表达式、判断应变类型)？答：塑性变形时，当应力顺序321σσσ>>不变，且应变主轴方向不变时，主应变的顺序与主应力顺序相对应，即：321εεε>> 且有01>ε，03<ε，上述规律称为应力应变“顺序对应关系”。
当这称应力应变的“中间关系”。
“顺序对应关系”和“中间关系”统称为应力应变顺序对应规律。
通过分析可以看出，应力应变中间关系是决定变形类型的依据如下： ① 当2312σσσ+=时，02=ε，应变状态为0,0,0321<=>εεε， 且31εε-=属于剪切类变形(平面应变)；② 当2312σσσ+>时，02>ε，应变状态为0,0,0321<>>εεε， 属于剪切类变形；③ 当2312σσσ+<时，02<ε，应变状态为0,0,0321<<>εεε， 属于伸长类变形。
5.静水压力提高金属塑性变形的解释?(1)静水压力↑ →晶间变形困难→金属塑性↑，拉应力会加速晶界破坏； (2)三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤，拉应力相反； (3)当变形体原先存在着少量对塑性不利的杂质、液相态或组织缺陷，三向压缩作用能抑制变形体内存在的缺陷，拉应力则会产生应力集中；(4)增大静水压应力，可抵消由不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻附加拉应力所造成的拉裂作用。
6.提高塑性的主要途径？(1)控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性； (2)采用合适的变形温度-应变速率； (3)选用三向压应力较强的变形过程；(4)减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态。
四、计算题1.设某点应力状态为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=0201020010101030ij σ，试求其三个主应力及其主方向及应力张量及偏张量各个不变量，画出其应力状态简图并判断其应变类型。
401=σ，102=σ，203-=σ 301=J 6002=J 80003-=J621±=l ，6111±==n m ;312=l ， 3122±==n m ; 03=l ， 2133-==n m⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-10000100001030000000030200001000040 2.试用主应力法求平砧镦粗无限长矩形坯料时的接触面上的正应力分布Z σ?切取基元块：考虑到金属沿径向流动，切取高度为坯料瞬时高度h ，厚度为dr 的扇形基元块，在其上标出作用的应力z σ，r σ，θσ 及τ，如图1所示。
图1 圆柱体充液压缩受力分析示意图沿径向列平衡方程：()()2sin202r r r d d r dr d h rd h drh rd dr θθσσθσθστθ++--+= （1-1） 整理并略去高次项得平衡微分方程20r r d dr h rθσσστ-++= （1-2） 计算r σ与θσ的关系对实心圆柱压缩，径向应变=r drrε，切向应变可表示为： ()2r+dr 2=2r drr rθππεπ-= （1-3）两者相等，根据应力应变关系理论必然有：r θσσ= （1-4）将式（1-3）代入（1-2），可得：20r d dr hστ+= （1-5） 带入边界条件设边界摩擦条件为：s τμσ= （1-6）将式（1-6）代入式（1-5），可得：2s rd dr hμσσ=-（1-7） 写出屈服准则表达式略去摩擦力的影响，将正应力近似视为主应力，代入Tresca 屈服准则得()()r z s σσσ---= 即z r s σσσ-= （1-8）联立求解由（1-7）式可得：2sr d dr h μσσ=-（1-9）积分上式，得：2sr r C h μσσ=-+ （1-10）确定积分常数，当2dr =时，0=r σ，所以d h C S μσ= 将C 代入式（1-10）得：（1-11）r θσσ=，所以有（1-12）（1-13）。