金属塑性成形基础原理复习材料

《金属塑性成形原理》习题集

运新兵编

模具培训中心

二OO九年四月

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

⎥

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎢

⎣

⎡

-

-

-

=

30

75

80

75

50

80

50

50

ij

σ，试求方向余弦为

2

1

=

=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。

15． 设某物体内的应力场为

⎪⎪

⎭

⎪⎪⎬⎫

===--=-=+-=0236233222312zx yz z xy y x y x C y C xy C x C xy ττστσσ 试求系数1C 、2C 、3C 。

16． 某点处于平面应力状态，已知其应力分量20=x σ、40-=y σ、30-=xy τ，试利

用莫尔圆求主应力、主方向、主剪应力及最大剪应力。

17． 设物体在变形过程中某一极短时间内的位移场为

()31005.01.010-⨯++=z xy u

()3101.005.05-⨯+-=yz x v

()3101.010-⨯-=xyz w 试求：点A （1，1，1）的应变分量、应变球张量及球张量、主应变、等效应变。

第三章 屈服准则

1．何谓屈服准则？常用的屈服准则有哪两个？如何表达？写出其数学表达式。

2．解释下列概念，并绘出其真实应力-应变曲线：理想弹塑性材料、弹塑性硬化材料、理想

刚塑性材料、刚塑性硬化材料。

3．两个屈服准则有何差别？在什么状态下两个屈服准则相同？什么状态差别最大？

4．什么是屈服表面？什么是屈服轨迹？

5．两个屈服准则在主应力空间是什么形式？

6．什么是π平面？为什么说在π平面上的屈服轨迹更能表示出屈服准则的性质？

7．一直径为φ50mm 的圆柱形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。

8．某理想塑性材料在平面应力状态下的各应力分量为75=x σ，15=y σ，0=z σ，

15=xy τ（应力单位为MPa ），若该应力状态使材料屈服，试问该材料的屈服应力是多少？

9．某理想塑性材料的屈服应力100=s σMPa ，试分别用屈雷斯加及密席斯准则判断下

列应力状态处于什么状态（是否存在、弹性或塑性）。

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡1000000000100 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡5000050000150 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡000010000120 ⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡-00005000050 10． 一薄壁管承受拉扭的复合载荷作用而屈服，管壁受均匀的拉应力σ和剪应力τ，试

写出这种情况下的屈雷斯加和密席斯屈服准则表达式。

第四章 本构方程

1．塑性变形时应力应变有何特点？为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历

史、加载路线有关？

2．什么是增量理论和全量理论？各作了什么假设？

3．已知塑性状态下某质点的应力张量⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=35005015005050ij σ，应变分量δε1.0=x d （δ为一无限小量）。试求应变增量的其余分量。

4．有一薄壁管，材料的屈服应力为s σ，承受拉力和扭矩的联合作用而屈服。现已知轴向正应力分量2s z σσ=，试求剪应力分量θτz 以及应变增量各分量之间的比值。

5．已知一点的主应力分量51=σ，42=σ，33=σ。试判断该瞬时该点在三个主方向

上的伸长与缩短。

第五章 真实应力-应变曲线

1．什么是包申格效应？什么是形状硬化？

2．真实应力-应变曲线的简化类型有哪写？分别写出其数学表达式。

3．指数方程B S = n

中n 表示什么？有何意义？

4．用压缩法求真实应力-应变曲线主要存在什么困难？如何解决？

5．变形温度和变形速度对真实应力-应变曲线有什么影响？

6．一直径为φ10mm 的黄铜试棒进行拉伸试验，记录下的最大载荷为27.5kN ，出现缩

颈时的断面收缩率ψ=20%，试求其真实应力-应变曲线方程。

7．已知材料的应力-应变曲线方程为B S = 0.4，直杆已有相对伸长ε=0.25，试问：相

对伸长再增加多少材料才能发生缩颈？ 第六章 塑性成形问题的解法

1．主应力法的基本原理和求解要点是什么？

2．实测和理论推导都证明，圆柱体镦粗时接触表面中心处压应力z σ最大，而边缘处最

小，试从物理概念出发解释此现象。