金属塑性加工原理考试总复习
《金属塑性加工原理》试题及答案
一、简述“经典塑性力学”的主要内容，以及“现代塑性力学”的发展概况（选2～3个发展方向加以简单介绍） （20分） 答：“经典塑性力学”的主要内容经典塑性理论主要基于凸性屈服面、正交法则和塑性势等概念，描述的是一种均匀连续的介质在外力作用下产生不可恢复的位移或滑移现象的唯象平均。
经典塑性理论主要基于以下三个方面：（1）初始屈服准则；（2）强化准则；（3）流动规则。
经典塑性力学的三个假设(1) 传统塑性势假设。
众所周知,传统塑性势是从弹性势借用过来的, 并非由固体力学原理导出。
因此这是一条假设。
按传统塑性势公式, 即可得出塑性主应变增量存在如下比例关系:(1) 式中Q 为塑性势函数。
可推证塑性主应变增量与主应力增量有如下关系:(2)由式(1)知式(2)中矩阵[Ap]中的各行元素必成比例,即有(3)且[Ap]的秩为1,它只有一个基向量,表明这种情况存在一个势函数。
由式(1)或式(2) 或传统塑性势理论,都可推知塑性应变增量的方向只与应力状态有关,而与应力增量无关,所以它的方向可由应力状态事先确定。
传统塑性势假设数学上表现为[Ap]中各行元素成比例及[Ap]的秩为1,物理上表现为存在一个势函数, 且塑性应变增量方向与应力具有唯一性。
(2)关联流动法则假设,假设屈服面与塑性势面相同。
无论在德鲁克塑性公设提出之后还是之前, 经典塑性力学中都一直引用这条假设。
对于稳定材料在每一应力循环中外载所作的附加应力功为非负,即有0)(00≥-⎰ij ij ij d ij εσσσ (4)式(4)本是用来判断材料稳定性的,而并非是普遍的客观规律。
然而有人错误地认为德鲁克公设可依据热力学导出, 即应力循环中弹性功为零, 塑性功必为非负,因而式(4)成立。
按功的定义,应力循环中,外载所作的真实功应为(5)式(5)表明,应力循环中只存在塑性功, 并按热力学定律必为非负。
由式(5)还可看出, 真实功与起点应力ijσ无关。
由此也说明附加应力功并非真实功, 它只能理解为应力循环中外载所作的真实功与起点应力ijσ所作的虚功之差(见下图) 。
金属塑性加工原理考试试卷
金属塑性加工原理考试试卷考试试卷（一）一、名词解释（本题10分，每小题2分）1.热效应2.塑脆转变现象3.动态再结晶4.冷变形5.附加应力二.填空题（本题10分，每小题2分）1.主变形图取决于______，与_______无关。
2.第二类再结晶图是_____，_______与__________的关系图。
3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。
4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______，__________。
5.出现细晶超塑性的条件是_______，__________，__________。
三、判断题（本题10分，每小题2分）1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（），非晶机构（），孪生（），晶间滑动（）。
2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（），变形抗力愈低（）。
3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（）。
4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（）。
5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（）。
四、问答题（本题40 分，每小题10 分）1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？2.已知材料的真实应变曲线，A 为材料常数，n 为硬化指数。
试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？（箭头表示轧制方向）五、证明题（本题10 分）证明Mises 塑性条件可表达成：六、综合推导题（本题20 分）试用工程法推导粗糙砧面压缩矩形块（Z 向不变形）的变形力P 表达式，这里接触摩擦考试试卷（二）一、名词解释（本小题10分，每小题2分）1.热变形2.弹塑性共存定律3.动态再结晶4.附加应力5.热效应二、填空题（本题22 分，每小题 2 分）1.金属塑性加工时，工件所受的外力分为_______________ 和_______________2.主变形图有_______________ 种，各主应变分量必须满足条件是：_______________3.应变速度是指_________________________________________4.平面应变其应力状态的特点是σz ＝________________________________________5.材料模型简化为理想刚塑性材料是忽略了材料的_______________ 和______________6.压力加工中热力学条件是指________、_______、_______7.第二类再结晶图是_______、________与_________关系图。
金属塑性成形原理期末复习题
⾦属塑性成形原理期末复习题1、什么是⾦属塑性？什么是塑性成型？塑性成型有何特点？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称为塑性。
利⽤⾦属在⼀定的外⼒作⽤下产⽣塑性变形，并获得具有⼀定形状、尺⼨和机械性能的材料、⽑坯或零件的加⼯⽅法，称为⾦属的塑性成形（也称压⼒加⼯）。
塑性成型特点：1）组织、性能好2）材料利⽤率⾼3）尺⼨精度⾼4）⽣产率⾼，易实现连续化、⾃动化、⾼速、⼤批量⽣产不⾜：设备较庞⼤，相对能耗较⾼，成本较⾼2试述塑性成型的⼀般分类？⼀、板料成型：1、⼀次加⼯：1）轧制2）挤压3）拉拔2、⼆次加⼯：1）⾃由锻2)模锻⼆、块料成型：1、分离⼯序:1)冲裁2）落料2、成型⼯序：1）弯曲2）拉深三、按温度分：热成型、冷成型、温成型3、试简述滑移和孪⽣两种变形机理的主要区别？滑移与孪⽣的⽐较滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同孪⽣：已孪⽣部分（孪晶）和未孪⽣部分(基体)的位向不同，两部分之间具有特定的位向关系（镜⾯对称）2）变形机制：滑移是全位错运动的结果；孪⽣是部分位错3）对塑性变形的贡献：总变形量⼤；孪⽣（⼩）4）变形应⼒：近似临界分切应⼒；⾼于临界分切应⼒5）变形条件：⼀般情况下，先发⽣滑移变形；滑移变形难以进⾏时，或晶体对称度很低、变形温度较低、加载速率较⾼，发⽣孪⽣变形4、试分析多晶体塑性变形的特点？（1）各晶粒变形的不同时性⾸先在位向有利、滑移系上切应⼒分量已优先达到临界值的晶粒内发⽣（2）各晶粒变形的相互协调性晶粒的变形需要相互协调配合，才能保持晶粒之间的连续性，即变形不是孤⽴和任意的。
（3）变形的不均匀性软位向的晶粒先变形，硬位向的晶粒后变形，其结果必然是各晶粒变形量的差异，这是由多晶体的结构特点所决定的。
5、什么是加⼯硬化？加⼯硬化产⽣的原因？加⼯硬化对塑性加⼯有何利弊？1）加⼯硬化：塑性变形时，随着内部组织结构变化，⾦属⾦属强度、硬度增加，⽽塑性、韧性降低的现象。
金属塑性--知识点
金属塑性成形原理复习指南第一章绪论1、基本概念塑性:在外力作用下材料发生永久性变形，并保持其完整性的能力。
塑性变形: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永久变形成为塑性变形。
塑性成型: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的力学性能的加工方法。
2、塑性成形的特点1）其组织、性能都能得到改善和提高。
2）材料利用率高。
3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。
4）塑性成形方法具有很高的生产率。
3、塑性成形的典型工艺一次成形（轧制、拉拔、挤压）体积成形塑性成型分离成形（落料、冲孔）板料成形变形成形（拉深、翻边、张形）第二章金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形晶内：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）晶间：转动和滑动滑移的方向：原子密度最大的方向。
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 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。
合金使塑性下降。
2、热塑性成形软化方式可分为以下几种：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶等。
金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移和扩散蠕变等。
3、金属的塑性金属塑性表示方法：延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。
非金属的影响：P冷脆性 S、O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆应力状态的影响：三相应力状态塑性好。
超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性第三章金属塑性成形的力学基础第一节应力分析1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。
2、张量的性质1、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数f(Tij),这些函数的值不随坐标而变。
2、2阶对称张量存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。
金属塑性成型复习题
金属塑性成型复习题金属塑性成形原理复习题一、解释名词和术语1塑性:金属产生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
2塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。
3塑性成形:在外力的作用下使金属产生塑性变形，从而加工成所需形状和尺寸的工件的加工方法。
4应力张量 :点的应力状态是一个张量。
5主应力:主平面上的正应力。
6主切应力:斜面上切应力的极大值。
7主平面:切应力为零的平面。
8主切应力平面:主切应力作用的平面。
9平面应力状态:变形体在某一平面上没有应力的作用时物体内质点所处的应力状态。
10平面应变状态:变形体在某一方向不产生变形时物体内质点所处的应力状态。
11轴对称应力状态: 旋转体承受的外力对称于旋转轴分布时物体内质点所处的应力状态。
12位移 :变形体内任一点变形前后的直线距离。
13位移分量:坐标系中，一点的位移矢量在三个坐标轴上的投影。
14对数应变:试样单向拉伸时伸长的总应变。
15主应变 :某一方向上线元没有切应变，只有线应变。
16主切应变:与主切应变方向成45?角方向上的应变。
17应变增量 :将变形体在变形过程中任意瞬间的形状和尺寸作为初始状态，在此基础上产生的无限小应变。
18应变速率:单位时间内的应变。
19全量应变:反映单元体在某一变形过程中的某个阶段结束时的变形大小的应变。
20屈服准则:在一定的变形条件下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性变形状态，这种关系称为屈服准则。
21屈服表面 :屈服准则的数学表达式在主应力空间的几何图形是个封闭的空间曲面，这个封闭的空间曲面称为屈服表面。
22屈服轨迹:两向应力状态下屈服准则的数学表达式，在主应力坐标平面上的几何图形是封闭的曲线，这封闭的曲线，称为屈服轨迹。
23π平面 :在主应力空间中，通过坐标原点并垂直于等倾斜线的平面。
24本构方程:塑性变形时，应力与应变之间的关系称为本构关系，这种关系的数学表达式称为本构方程。
金属塑性加工原理考试试卷
金属塑性加工原理考试试卷（箭头表考试试卷（一）一、名词解释（本题10分，每小题2分）1. 热效应2. 塑脆转变现象3. 动态再结晶4. 冷变形5. 附加应力二. 填空题（本题10分，每小题2分）1. ___________________ 主变形图取决于 ，与 无关。
2. 第二类再结晶图是 ______ ， ________ 与 ___________ 的关系图。
3. 第二类硬化曲线是金属变形过程中 ____________ 与 ___________ 之间的关系曲线4. 保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是 ___________ ， ___________ 。
5. 岀现细晶超塑性的条件是 ________ ， __________ ， ___________ 。
三、判断题（本题10分，每小题2分）1. 金属材料冷变形的变形机构有滑移（ ），非晶机构（），孪生（），晶间滑动（）2. 塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（），变形抗力愈低（）。
3. 金属的塑性是指金属变形的难易程度（ ）。
4. 为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（ ）。
5. 从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（）。
四、问答题（本题 40分，每小题10分）1. 分别画岀挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开 坯采用哪种方法为佳？为什么？o = -4?2. 已知材料的真实应变曲线】，A 为材料常数，n 为硬化指数。
试问简单拉伸时材料出现细 颈时的应变量为多少？ 3. 试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？4. 以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会岀现什么现象？为什么? 示轧制方向）<——T五、证明题（本题 10分）证明Mises塑性条件可表达成：六、综合推导题（本题 20分）试用工程法推导粗糙砧面压缩矩形块（Z向不变形）的变形力P表达式，这里接触摩擦W1. 铝棒的加热温度为即挤压时的变形温度为考试试卷（二）一、名词解释（本小题 10分，每小题2分）1. 热变形2. 弹塑性共存定律3. 动态再结晶4. 附加应力5. 热效应二、填空题（本题 22分，每小题2分）1. 金属塑性加工时，工件所受的外力分为_____________________ 和_________________2. ___________________________ 主变形图有_____________________________________________ 种，各主应变分量必须满足条件是：____3. 应变速度是指__________________________________________________4. 平面应变其应力状态的特点是 a z = _________________________________________________5. ___________________________________________________________ 材料模型简化为理想刚塑性材料是忽略了材料的__________________________________________________ 和_________________6. 压力加工中热力学条件是指_________ 、_________ 、 _______7. 第二类再结晶图是________ 、 _________ 与_________ 关系图。
金属塑性加工复习题
1、何为正向挤压，说明其特点? 金属流出方向与挤压轴运动方向相同优点：⑴设备简单操作方便⑵制品表面质量好⑶制品外形尺寸变化灵活,不受筒径限制。
2、何为反挤压，说明其特点？挤压时，金属流出方向与轴运动方向相反，由于筒运动所以筒与金属无摩擦⑴金属流动较均匀,变形也较均匀⑵所需挤压力小，挤压速度快⑶制品的组织性能均匀，残余废料少。
缺点：⑴空心轴受强度限制,挤压制品尺寸受到限制⑵制品表面欠佳⑶设备结构复杂,需采用长行程的挤压筒,挤压周期较长。
3、挤压法有何优点? 优点：⑴具有最佳的应力状态和变形状态,能充分发挥金属的塑性，有些热塑性低的金属如Qsn6.5-0.1、Hpb63-3只有挤压才能生产。
⑵制品用一台设备可生产多品种管棒型线坯，而且可以生产断面变化形状复杂的型材和管材,如阶段变断面型材、带异型筋条的壁板型材、空心型材等⑶生产灵活性大⑷挤压制品尺寸精确，表面质量好并可直接出成品；⑸生产过程易实现自动化和机械化；⑹能最大限度满足冷加工提出的各种胚料尺寸要求，大大的简化了冷加工生产流程，提高了生产效率4、挤压过程分为哪几个过程？1)开始挤压阶段（填充挤压阶段）2)基本挤压阶段（平流挤压阶段）3)挤压终了阶段（紊流挤压阶段）5、叙述金属正向挤压时金属流动和变形规律？金属流动：中心＞边部,这是产生附加应力的原因变形：边部＞中心，后端＞前端，这是造成制品组织性能不均匀的原因6、基本挤压阶段有哪几个特殊区域？各有何作用？在挤压筒内的金属存在着两个难变形区A. 前端难变形区（死区，前端弹性区）在基本挤压阶段死区金属一般不产生塑变,也不参与流动死区的作用：死区大可阻碍金属表面氧化物流到制品表面上,对产品表面质量有好处B.后端难变形区（1).形成原因：是由于垫片和金属间的摩擦力作用和冷却的结果。
作用：阻止锭表面的金属氧化物过早流入制品内部形成挤压缩尾7、挤压缩尾有哪几种？说明其形成原因及减少措施？(1)中心缩尾形成原因：由于横向流动加剧，金属硬化速度加快摩擦力↑即dtτ↑，破坏了与dτp的平衡，促使外层金属向中心流动，沿后端难变形区界面流入中心而形成。
金属塑性加工技术复习
金属塑性加工技术复习轧制部分一．填空题1.根据轧辊的配置、轧辊的运动特点和产品的形状，轧制可分为三类，即纵轧、斜轧和横轧。
2.讨论简单轧制过程主要研究几何变形区。
几何变形区主要参数有：①接触角α；②变形区长度l（接触弧的水平投影长度）；③变形区形状系数l/h和B/h，其中h=（H+h）/23.稳定轧制过程中中性角、接触角和摩擦角之间的关系为：α＜2β，γ=α/2（1-α/2β）4.宽展由滑动宽展、翻平宽展、鼓形宽展组成5.轧制时主电机轴上输出的传动力矩，主要克服的阻力矩有：轧制力矩M，空转力矩M0，附加摩擦力矩Mf，动力矩Md二．名词解释轧制负荷图：一个轧制周期内，主电机轴上的力矩随时间而变化的负荷图。
轧制力：轧件给轧辊的合力的垂直分量。
三．简答题1.什么是前滑？影响前滑的因素有哪些？轧件的出口速度大于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。
前滑值Sh =(vh-v)/v×100%，Sh=R/h×γ2。
影响因素：①轧辊直径，前滑值随辊径增大而增加；②摩擦系数，摩擦系数f增大中性角增大，前滑值增加；③轧件厚度，其他因素不变时，h越小前滑越大；④张力，前张力增加，前滑增加；后张力增加，前滑减少；⑤加工率，前滑随道次加工率增大而增加，当加工率达到某一定值时，中性角开始减小，前滑减小；⑥轧件宽度，轧件宽度减小相对宽展量增加，前滑减小。
2.生产过程中要轧制更薄的板材需采取哪些措施？应减小工作辊直径，采用高效率的工艺润滑剂，适当加大张力，采取中间退火消除加工硬化减小金属的实际变形抗力，提高轧机刚度，有效地减小轧机弹跳量以及轧辊的弹性压扁。
此外，在表面质量许可的前提下，还可以采用两张或多张叠合轧制。
高强度合金还可采用包覆轧制，即将轧件上下表面包覆一层塑形好、抗力低的金属。
因为塑形好的金属变形大，它作用给中层硬金属的拉应力促使其变形而进一步轧薄，或用异步轧制及新型摆式轧机等方法，得到更薄轧件。
其中铝箔叠轧就是其典型代表。
金属塑性加工原理 试题答案
试卷（一）一、名词解释（本题10分，每小题2分）1.变形过程中的金属发热现象2.材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化，塑性急剧下降的现象。
3.在热变形过程中，在应力状态下所发生的再结晶。
[金属在热变形过程中发生的再结晶]4.回复温度以下发生的变形。
在物体中，由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起5.的相互平衡的应力。
二.填空题（本题10分，每小题2分）1.[偏应力]，球应力[静水压力]2.变形温度、变形程度、晶粒大小3.真应力、断面收缩率4.适当粘度、良好活性5.稳定细晶（5μm以下）、一定的温度区间()、一定的变形速度()三、判断题（本题10分，每小题2分）1.(√)、(×)、(√)、(×)2.(√)、(×)3.(×)4.(√)5.(×)四、问答题（本题40 分，每小题10 分）1.答：对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳，因为：挤压时静水压力大，塑性好。
缺陷变成线状。
2.答：3.答：相同：使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。
不同：冷变形：基本晶粒沿最大主变形方向拉长；热变形：夹杂物、第二相拉长。
(基体是再结晶等轴晶粒)消除措施：冷变形：完全再结晶退火；热变形：净化，铸锭中尽量减少杂质；高温长时间退火，使夹杂物扩散，改变加工方向。
4.答：(1)种情况沿辊宽变形均匀。
(2)种情况中部易出现裂纹，因为中部附加拉应力。
五、证明题（本题10 分）证：已知Mises塑条可表达为：六、推导题（本题20 分）解：建立直角坐标系xoy如图，上下左右对称只研究第一象限试卷（二）一、名词解释（本小题10分，每小题2分）1.在金属再结晶条件下进行的塑性变形2.在塑性变形的过程中存在弹性变形3.在热变形过程中在应力作用下的再结晶4.物体不均匀变形受到整体性的限制而引起物体内相互平衡的应力5.金属在塑性变形时的发热现象二、填空题（本题22 分，每小题 2 分）1.作用力（主动力）、约束反力2.3、（体积不变条件）3.单位时间内的应变量（应变对时间的变化率）4.5.弹性变形、加工硬化8.变形温度、变形程度、变形速度7.变形温度、变形程度、再结晶晶粒大小8.塑性指标、变形温度9.断面收缩率、真实应力10.弹性变形、塑性变形、断裂11.定摩擦定律和滑动摩擦定律三、判断题（本题10分，每小题2分）1.×2.×3.×4.×5.×四、问答题（本题36 分，每小题 6 分）1.答：：反映了变形体体积改变的剧烈程度：反映了变形体形状改变的剧烈程度：反映了塑性变形的类型2.答：Tresca准则：变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服，π平面上为正六边形Misec准则：弹性形状改变达到定值材料就屈服，π平面上为一个圆两准则在平面应变情况下差别最大3.答：简单加载：应力分量按比例加载，只加载不卸载，应力与应变的主轴重合复杂加载：不满足简单加载条件Levy-Mises增量理论：或4.冷变形纤维组织是晶粒被拉长，拉细压扁呈现纤维状。
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
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 。
塑性加工金属学复习题
注：第3、11、12、14、18、26、32、40题为课堂作业题型1.应力图示有几种？变形图示有几种？什么叫变形力学图示？它有什么作用？应力图示共有九种，变形图示只有三种。
变形力学图示：包括应力图示和变形图示，通过应力图示可以定性判断材料在变形过程中塑性高低以及变形过程中单位变形力的大小。
通过应变图示可以判断材料在变形过程中金属的流向。
3.绝对值相等的两向异号应力状态，试分析其应变状态。
解：由于σ1>σ2＞σ3故取｜σ1｜=｜σ3｜σ2＝0而σm＝1/3（σ1＋σ2＋σ3）=0∴σ1’＝σ1－σm＞0σ2’＝0σ3’＝σ3－σm＜0 所以其应变状态为一向伸长，一向缩短。
4．体心立方晶体和面心立方晶体，哪个塑性更好？为什么？面心更好。
因为面心立方的滑移系虽然与体心立方一样多，但其滑移方向更多，滑移方向对滑移的贡献比滑移面大，所以滑移方向越多，塑性越好。
故面心立方塑性更好。
5.滑移有哪些特点？①滑移是位错逐步移动的过程，并不是刚性的整体移动。
②滑移是沿滑移面和滑移方向进行的。
③滑移距离是原子间距的整数倍。
④滑移过程是位错不断增殖的过程。
⑤滑移是不均匀的，有先后的。
6．什么叫几何硬化？几何软化？几何硬化：由于晶体发生转动，使滑移系由有利方位转到无利方位的过程几何软化：由于晶体发生转动，使滑移系由无利方位转到有利方位的过程7．什么叫双滑移？交滑移？各有哪些特点？双滑移：滑移在二个不同的滑移面和二个不同的滑移方向上进行。
特点：(a)二个滑移系交替进行滑移。
滑移→晶体转动→不利方位→几何硬化(b)滑移阻力大，新旧滑移面互相切割，使变形阻力↑。
交滑移：滑移在二个不同的滑移面和一个相同的滑移方向上进行。
特点：(a)只有螺位错才能产生交滑移。
(b)交滑移能使受阻的位错重新开动，变形继续进行。
（注：体心立方晶体最易发生交滑移）。
8．什么叫孪生？孪生有哪些特点？孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向与另一部分发生镜面对称的形态。
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。
金属塑性加工原理考试总复习
金属塑性加工原理考试总复习一、 填空题1.韧性金属材料屈服时, 米塞斯 准则较符合实际的; 2. 描述变形大小可用线尺寸的变化与方位上的变化来表示,即线应变正应变和切应变剪应变3.弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化,泊松比5.0<ν 4. 在塑形变形时,需要考虑塑形变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料叫做理想刚塑性材料;5.塑形成形时的摩擦根据其性质可分为干摩擦,边界摩擦和流体摩擦; 6. 根据条件的不同,任何材料都有可能产生两种不同类型的断裂：脆性断裂和韧性断裂;7.硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 ; 8.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 ; 9. 应力状态中的 压 应力,能充分发挥材料的塑性;10. 平面应变时,其平均正应力ｍ等于 中间主应力２; 11. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 下降 ;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. 材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为１＝０.1,第二次的真实应变为２＝０.25,则总的真实应变＝14. 固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 ;15.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16.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;17.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性升高;18.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化、皂化处理;19.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;20.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;21.塑性指标的常用测量方法拉伸实验,扭转实验,压缩试验 ;22.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;23.物体受外力作用下发生变形,变形分为变形和变化;24.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小25.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小;26.在研究塑性变形时,即不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料称为理想刚塑性材料27.材料的塑性变形是由应力偏张量引起的,且只与应力张量的第二不变量有关;28.金属塑性加工时,工具与坯料接触面上的摩擦力采用库伦摩擦条件、最大摩擦条件、摩擦力不变条件三种假设;29.轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变等于周向的正应力;30.在单向拉伸时,常用延伸率、断面收缩率两个塑性指标来衡量塑性变形的能力;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；2.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;Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法；3.韧性金属材料屈服时, A 准则较符合实际的;Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加；4.塑性变形之前不产生弹性变形或者忽略弹性变形的材料叫做A;Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料；5.硫元素的存在使得碳钢易于产生A;Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性；6.应力状态中的B应力,能充分发挥材料的塑性;Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力；7.平面应变时,其平均正应力ｍB中间主应力２;Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；8.钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 B ;Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化；9.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显着伸长的现象称为A;Ａ、纤维组织；Ｂ、变形织构；Ｃ、流线；10．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；11. 由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的 A 散逸,这叫最大散逸功原理;Ａ、能量； Ｂ、力； Ｃ、应变；12. 轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变 C 周向的正应变,径向正应力力 C 周向正应力;A 、大于B 、小于C 、等于三、判断题对打√,错打×1. 合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降; ×2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的; ×3.结构超塑性的力学特性为m k S 'ε=,对于超塑性金属m =; × 4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构; √5. 屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上,两个准则是一致的; ×6. 变形速度对摩擦系数没有影响;× 7. 静水压力的增加,有助于提高材料的塑性; √8. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致; ×9. 塑性是材料所具有的一种本质属性; √10. 碳钢中碳含量越高,碳钢的塑性越差;×11.在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料;×12.塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线;√13.二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂;;×14.按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=; ×15.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响; 错16.静水压力的增加,对提高材料的塑性没有影响;×17.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料;×18.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线;√19.塑性是材料所具有的一种本质属性;√20.塑性就是柔软性;×21.在塑料变形时金属材料塑性好,变形抗力就低,例如：不锈钢×22.如果已知位移分量,则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程；若是按其它方法求得的应变分量,也自然满足协调方程,则不必校验其是否满足连续性条件; ×23.当材料受单向应力时,β=1,两准则重合；在纯剪应力作用下,两准则差别最大；√24.球应力在所有方向都没有剪切力,故不能产生体积变化,只能使物体产生形状变化和塑性变形;×25.应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;√26.常摩擦力定律 =m·k ,式中摩擦因子m 要大于1; ×四、名词解释1.什么是刚塑性材料,刚塑性硬化材料不考虑塑性变形之前的弹性变形的材料; 不考虑塑性变形之前的弹性变形,但需要考虑变形过程中的加工硬化的材料;2.什么是塑形本构关系塑性变形时应力与应变之间的关系;3.什么是干摩擦、边界摩擦、流体摩擦金属与工具的接触表面之间不存在任何外来介质,即直接接触时产生的摩擦成为干摩擦；当金属与工具表面加入润滑层较厚,摩擦副在相互运动中不直接接触,完全由润滑油膜隔开,摩擦发生在流体内部分子之间成为流体摩擦；当金属与工具之间的接触表面上加润滑剂时,随着接触压力的增加,金属表面突起部分被压平,润滑剂被挤入凹坑中,压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑膜,是一种单分子膜,这种单分子膜润滑的状态称为边界摩擦;4.塑性成形中摩擦机理是什么5.塑性加工中的摩擦与机械摩擦的区别,并从积极与消极两方面说明它的作用;区别：在高压下产生的摩擦；较高温度下的摩擦；伴随着塑性变形而产生的摩擦；摩擦副的性质相差大;消极：改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;6.什么是滑移线、滑移线场滑移线是塑形变形体内个点的最大剪应力的轨迹,最大剪应力成对出现并正交,因此滑移线在变形体区组成两族相互正交的网络为滑移线场;7.什么是均匀场、简单场一族滑移线为直线,另一族则与滑移线正交的滑移线为曲线,称为简单场；滑移线场由两组正交的平行的直线构成称为均匀场;8.什么是速度间断若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;9.什么是虚功原理、什么是最大逸散功原理虚功原理：对稳定平稳状态的变形体给予符合几何约束条件的微小虚位移,则外力在此虚位移上所作的虚功,必然等于变形体内的应力在虚应变上所作的虚应变功; 最大逸散功原理：对刚塑性体一定的应变增量场而言在所有屈服准则的应力场中,与该应变增量场符合的应力应变关系的应力场所做塑性功最大; 10.什么是冷脆、红脆、蓝脆、热脆、白点当磷含量大于%时,钢完全变脆,冲击韧性接近于零,成为冷脆；当钢在800~1200°C 范围内热加工时没由于晶界处的硫化铁共晶体熔化,导致锻件开裂称为红脆；在室温或稍高温度下,氮将以N Fe 4形式析出,使钢的强度,硬度提高,塑性韧性大为降低,这种现象成为时效脆性或蓝脆；当含氢量较高的钢锭经锻轧后较快冷却,从固溶体析出的氢原子来不及向表面扩散,而集中在缸内缺陷处形成氢分子,产生相当大的压力,在压力、应力等作用下,会出现小裂纹即白点；FeO 和FeS 在铁素体中形成低熔点的共晶组织,分布于晶界处,造成钢的热脆;11. 什么是超塑性材料的伸长率超过100%的现象;12. 什么是静态回复和静态再结晶是依靠变形金属所具有的热量,使其原子运动的动能增加而恢复到稳定位置上： 金属经塑性变形后,在较高的温度下出现新的晶核,这些晶核逐渐长大代替 了原来的晶体,此过程成为动态再结晶;13. 最小阻力定律答案：塑性成形的最小阻力定律：在塑性变形过程中,如果金属质点有向几个方向移动的可能时,则金属各质点将向阻力最小的方向移动,即做最少的功,走最短的路;14. 在结构超塑性的力学特性mk S •=ε中,m 值的物理意义是什么 答案：εσ=ln d ln d m 为应变速率敏感性系数,是表示超塑性特征的一个极重要的指标,当m 值越大,塑性越好;15. 何谓冷变形、热变形和温变形,他们各自的优缺点是什么答案：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;冷变形的产品精度高,但材料的变形抗力大,产品表面质量非常好;热变形的产品精度不高,材料的变形抗力小,产品有氧化,表面质量非常不好;; 温变形的产品精度高,材料的变形抗力也不大,产品表面质量比较好;16. 最大散逸功答案：是由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的能量散逸或能量消耗,这叫最大散逸功原理;17. 上限法的基本原理是什么按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;五、简答题1. 什么是应力张量不变量,应力特征方程式什么321J J J 应力特征方程：032213=---J J J σσσ2. 什么是应力偏张量和球应力张量,他们的物理意义是什么球应力在所有方向都没有剪应力,故不能使物体产生形状变化和塑性变形,而只能产生体积变化;应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;3. 平面应力状态和轴对称应力状态的特点及其对应的应力张量平面应力状态：（1） 变形体内所有的质点在某一方向垂直的平面上没有应力作用；（2） 各应力分量与Z 轴无关,整个物体的应力分布可以在xy 坐标平面上表示出来;轴对称应力状态：（1） 由于通过旋转体轴线的平面,即ϕ面在变形过程中始终不会扭曲,所以在ϕ面上没有剪应力,而且ϕσ是主应力;（2） 各应力分量与ϕ坐标无关;4. 两个屈服准则有何区别,在什么状态下两个屈服准则相同,什么状态下差别最大 两个屈服准则相比,数学表达式右边相差系数β,当中间应力1=β时,时两个屈服准则的数学表达式相同,当155.1=β时,两个屈服准则差别最大;5. 弹性变形时应力-应变关系有哪些特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案：塑性应力与应变关系有如下特点：1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合; 4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;6. 塑性加工时接触表面的摩擦条件有哪几种,其数学表达式有什么不同 库伦摩擦条件：)577.0~5.0(==μμστn最大摩擦条件：k =τ,根据塑性条件,在轴对称情况下,T k σ5.0=,在平面变形条件下,T k σ577.0=摩擦力不表条件：)0.1~0(=•=m k m τ 7. 影响摩擦的主要因素有哪些金属的种类和化学成分； 工具材料及其表面状态； 接触面上的单位压力； 变形温度； 变形速度； 润滑剂; 8. 什么是上限法,其优点有哪些按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;优点：（1） 不仅适用于平面问题,也适用于轴对称问题和三维问题 （2） 上限法虽是一种高估的近似解,可使之尽可能接近真实解（3） 便于与计算机结合,用以模拟工件与工具的接触面上单位压力分布及进行模具设计;（4） 上限法已成功地用于分析裂纹的产生,计算最佳工艺参数,并开始处理加工硬化材料,疏松材料,以及考虑高速成形时惯性的影响;9. 影响塑性的主要因素及提高塑性的途径有哪些 影响塑性的内部因素:化学成分； 合金元素； 组织结构； 外部因素：变形温度； 变形速度； 变形程度； 应力状态； 变形状态； 尺寸因素； 周围介质；提高尽速塑性的因素：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；采用合适的变形温度,速度制度；选用三向压应力较强的变形过程,减小变形的不均匀性,尽量造成均匀的并行状态；避免加热和加工时周围介质的不良影响等;10.为什么静水压力能提高金属的塑形（1）塑性加工若没有再结晶和溶解沉淀等修复机构时,晶见变形会使晶间显微破坏得到积累,进而迅速地引起多晶体的破坏,而三向压缩能遏止晶粒边界相对移动,使晶间变形困难;（2）三向压缩使金属变得更为致密,其各种显微破坏得到修复,甚至其宏观破坏也得到修复,而三向拉伸则加速各种破坏的发展;（3）三向压缩能完全或局部地消除变形物体内数量很小的某些夹杂物甚至液相对塑性的不良影响;而三向拉应力会使这些地方形成应力集中,加速金属破坏出现;（4）三向压缩能完全抵偿或大大降低由于不均匀变形所引起的附加拉伸应力,减轻拉应力的不良影响;11.影响动态回复的因素有哪些金属的点阵类型；应变速率和温度；溶质元素的影响；第二相的影响；原始亚结构的影响;12.热加工过程中金属组织有哪些变化1铸态组织中的缩孔、疏松、空隙、气泡等缺陷得到压密或焊合;金属在变形中由于加工硬化所造成的不致密现象,也随着再结晶的进行而恢复;2在热加工变形中可使晶粒细化和夹杂物破碎;3形成纤维组织;4产生带状组织;13.影响断裂类型的因素有哪些变形温度；变形速度；应力状态14.可谓脆性断裂,何为韧性断裂脆性断裂：断面外观上没有明显的塑性变形迹象,直接由弹性变形状态过渡到断裂,断裂面和拉伸轴接近正交,断口平齐; 韧性断裂：在断裂前金属经受了较大的塑性变形,其断口成纤维状,灰暗无光;15.等效应力有何特点写出其数学表达式;答案：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：等效应力在主轴坐标系中定义为:在任意坐标系中定义为20. 何谓屈服准则常用屈服准则有哪两种试比较它们的同异点答案：屈服准则：只有当各应力分量之间符合一定的关系时,质点才进入塑性状态,这种关系就叫屈服准则;常用屈服准则：密席斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则同异点：在有两个主应力相等的应力状态下,两者是一致的;对于塑性金属材料,密席斯准则更接近于实验数据;在平面应变状态时,两个准则的差别最大为%;21. 什么是塑性简述提高金属塑性的主要途径答案：提高金属塑性的主要途径：1)提高材料的成分和组织的均匀性2)合理选择变形温度和变形速度3)选择三向受压较强的变形方式4)减少变形的不均匀性22. 在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些答案：润滑的目的是:1减少工模具磨损； 2延长工具使用寿命；3提高制品质量； 4降低金属； 5变形时的能耗; 影响摩擦系数的主要因素：1金属种类和化学成分； 2工具材料及其表面状态；3接触面上的单位压力； 4变形温度；5变形速度； 6润滑剂23. 简述在塑性加工中影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些答案：金属材料变形抗力影响因素有：1材料化学成分、组织结构； 2变形程度；3变形温度；4变形速度；5应力状态；6接触界面接触摩擦24. 什么是速度间断为什么说只有切向速度间断,而法向速度必须连续答案：若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;现设变形体被速度间断面SD分成①和②两个区域；在微段dSD上的速度间断情况如下图所示;根据塑性变形体积不变条件,以及变形体在变形时保持连续形,不发生重叠和开裂可知,垂直于dSD 上的速度分量必须相等,即••-21nnuu,而切向速度分量可以不等,造成②区的相对滑动;其速度间断值为••-=21][ttuuVt25. 简述塑性成形中对润滑剂的要求1润滑剂应有良好的耐压性能,在高压作用下,润滑膜仍能吸附在接触表面上,保持良好的润滑状态；2润滑剂应有良好耐高温性能,在热加工时,润滑剂应不分解,不变质；3润滑剂有冷却模具的作用；4润滑剂不应对金属和模具有腐蚀作用；5润滑剂应对人体无毒,不污染环境；6润滑剂要求使用、清理方便、来源丰富、价格便宜等;26. 简述金属塑性加工的主要优点：结构致密,组织改善,性能提高;材料利用率高,流线分布合理;精度高,可以实现少无切削的要求;生产效率高;27.简述金属塑性加工时摩擦的特点及作用摩擦的不利方面：改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;28.压力加工中所使用的润滑剂有哪几类液体润滑剂中的乳液为什么具有良好的润滑作用29.在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些润滑的目的是:减少工模具磨损；延长工具使用寿命；提高制品质量；降低金属变形时的能耗;影响摩擦系数的主要因素：错误!金属种类和化学成分；错误!工具材料及其表面状态；错误!接触面上的单位压力；错误!变形温度；错误!变形速度；错误!润滑剂30.材料产生塑性变形时,应力与应变关系有何特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案：塑性应力与应变关系有如下特点：1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合;4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;31. 塑性成形时常用的流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32. 主应力法的基本原理是什么（1） 把问题简化成平面问题或轴对称问题（2） 假设变形体内的法相应力分布与一个坐标轴无关 （3） 接触表面摩擦规律的简化 （4） 简化屈服条件（5） 将变形区内的工件性质看作是均匀而各向同性的、变形均匀的,以及某些数学近似处理33. 影响金属塑性流动与变形的主要因素有哪些六、计算题1. 已知一点的应力状态⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1000...155......12ij σ10MPa ,试求该应力空间中x-2y+2z=1的斜面上的正应力n σ和切应力n τ为多少 答案31=V ,32-=m ,32=n2. 已知变形体某点的应力状态为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=015151520015010ij σ （1） 将它分解为应力球张量和应力偏张量 （2） 求出主应力1σ、2σ、3σ的值各为多少（3） 求出八面体正应力8σ和八面体剪应力8τ的值个为多少;3. 试用滑移线法求光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料时的极限载荷P 如图所示;设冲头宽度为2b,长为l,且l b 2≥;4. 某理想塑性材料,其屈服应力为100N/mm 2 ,某点的应力状态为ij σ =求其主应力,并将其各应力分量画在如图所示的应力单元图中,并判断该点处于什么状态弹性/塑性;应力单位 N/mm 2 ;{提示：σ3-15σ2+60σ-54=0可分解为：σ-9σ2-6σ+6=0};ZXY因此,该点处于弹性状态;5. 已知一点的应力状态10100015520⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ij σMPa,试求该应力空间中122=+-z y x 的斜截面上的正应力n σ和切应力n τ为多少6. 对于oxyz 直角坐标系,受力物体内一点的应力状态为：505050505ij σ-⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭MPa1画出该点的应力单元体;2试用应力状态特征方程求出该点的主应力及主方向； 3求出该点的最大切应力、八面体应力、等效应力;7. 在直角坐标系中,已知物体内某点的应力张量为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=01001-001010-001ij σMPa ； 4 23 答案。
金属塑性成性原理考试资料
1、塑性：在外力的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、塑性成形：金属材料在一定的外力作用条件下，利用其塑性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、塑性成形分为块料和板料成形，块料成型又分为一次加工和二次加工。
4、一次加工：生产原材料，加工方法包括轧制、挤压、和拉拔。
5、二次加工：生产零件或坯料，加工方法包括自由锻和模锻。
6、滑移：所谓滑移是指晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向，相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
7、就金属的塑性变形能力来说，滑移方向的作用大于滑移面的作用。
8、滑移面对温度具有敏感性。
9、设拉力P引起的拉伸力为σ，则在此滑移方向上的切应力分量为τ=σcosΦcosλ,令u=cosΦcosλ，若Φ=λ=45º，则u=uaxm =0.5 τ=τmax=σ/210、位错增值：由于晶体产生一个滑移带的位移量需要上千个位错的移动，且当位错移至晶体表面产生一个原子间距的位移后，位错便消失，这样，为使塑性变形能不断进行，就必须有大量的位错出现，这就是在位错理论中所说的位错的增值。
11、晶体中的滑移过程，实质就是位错的移动和增值过程，加工硬化的原因就是位错增值。
12、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（孪生面）和一定的晶向（孪生方向）发生均匀切变。
13、晶间变形：晶间变形的主要方式是晶粒之间相互滑动和转动。
…………晶间变形小，主要是因为晶间变形强度低。
14、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）晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。
(屈服强度)越大，δ越大，金属A晶粒越细，σB的塑性也越好。
15、冷塑性变形对金属组织和性能的影响：（一）组织的变化：1、晶粒形状的变化；2、晶粒内产生亚结构；3、晶粒位向改变；4、晶粒内部出现滑移带和孪生带。
“金属塑性加工技术”复习思考题（知识点级答案）
“金属塑性加工技术”复习思考题（知识点级答案）《金属塑性加工技术》思考题(学生用)一、填空题（1）根据轧辊的配置、轧辊的运动特点和产品的形状、轧制可分为三类，即纵轧、横轧和斜轧。
（2）讨论简单轧制过程主要研究几何变形区。
几何变形区的主要参数有接触角α、变形长度L 、变形几何形状系数。
（3）稳定轧制过程中,中性角、接触角和摩擦角之间的关系式为：γ=)2/-1(2/βαα（4）宽展由滑动宽展、翻平宽展、鼓形宽展组成。
（5）轧制时主电机轴上输出的传动力矩，主要克服的阻力矩有：轧制力矩M 、空转力矩M 0、附加摩擦力矩M g 、动力矩M d .（6）自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、扩孔、等。
（7）冲孔的方法通常包括实心冲子冲孔、空心冲子冲孔和在垫环上冲孔。
（8）锻造过程中常出现的缺陷有表面裂纹、非金属夹杂、过热、脱碳等。
（9）评价板材冲压工艺性的方法包括拉伸试验、剪切试验、硬度试验和金相微观检查。
（10）孔型轧制时宽展类型分为自由宽展、限制宽展、强迫宽展（11）实现带滑动拉拔的基本条件为绞盘的圆周速度大于线的运动速度（12）带滑动多模连续拉拔配模的必要条件当第n 道次以后的总延伸系数大于收线盘与第n 个绞盘圆周线速度之比。
（13）带滑动多模连续拉拔配模的充分条件任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。
（14）金属挤压时，按金属流动特征分类有正挤和反挤。
（15）正向或反向挤压时，其变形能计算式中的系数Ce 分别为0.7 和 0.9 。
（16）正向挤压时，锭坯的尺寸为φ60mm ，挤压杆的移动速度为100mm/s ，φ20mm 的圆棒单根流出模孔的速度则为 900 mm/s 。
（17）“Y”孔型的特征参数：形状参数K=b/R 面积参数M=F/d 2内接圆参数G=d/b（18）孔型轧制的品种包括：线杆、棒材、管材、型材二、名词解释：（1）连续挤压：通过槽轮或链带的连续运动实现挤压筒的无限工作长度，变形力由与坯料相接触的运动所施加的摩擦力提供的挤压方式，可以降低挤压能耗，提高材料利用率和劳动生产率。
金属塑性加工原理课后答案
金属塑性加工原理课后答案【篇一：金属塑性加工原理试题及答案中南大学考试试卷(试题四)】004 —— 2005 学年第二学期时间 110 分钟金属塑性加工原理课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2002 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释：（本题10分，每小题2分）1.热效应2.动态再结晶3.外端4.附加应力5.塑性—脆性转变二、填空题（本题16分，每小题2分）1．一点的应力状态是指_____________________________________________________ 可以用______________________________________________________ ____来表示。
2．应力不变量的物理意义是_______________________________________________，应力偏量的物理意义是_________________________________________________。
3．应变增量是指______________________________________________________ _______，其度量基准是______________________________________________________ _______。
4．应变速度是指______________________________________________________ ________，其量纲是______________________________________________________ ___________。
5．tresca塑性条件的物理意义是________________________________________________，mises塑性条件的物理意义是_________________________________________________。
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《金属塑性加工原理》考试总复习一、 填空题1. 韧性金属材料屈服时， 米塞斯 准则较符合实际的。
2. 描述变形大小可用线尺寸的变化与方位上的变化来表示，即线应变（正应变）和切应变（剪应变）3. 弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化，泊松比5.0<ν4. 在塑形变形时，需要考虑塑形变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料叫做理想刚塑性材料。
5. 塑形成形时的摩擦根据其性质可分为干摩擦，边界摩擦和流体摩擦。
6. 根据条件的不同，任何材料都有可能产生两种不同类型的断裂：脆性断裂和韧性断裂。
7. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 。
8. 塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 。
9. 应力状态中的 压 应力，能充分发挥材料的塑性。
10. 平面应变时，其平均正应力ｍ 等于 中间主应力２。
11. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 下降 。
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. 材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为１＝０.1，第二次的真实应变为２＝０.25，则总的真实应变＝14. 固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 。
15. 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16. 对数应变的特点是具有真实性、可靠性和 可加性 。
17. 就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性 升高 。
18. 钢冷挤压前，需要对坯料表面进行 磷化、皂化 处理。
19. 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 。
20. 对数应变的特点是具有真实性、可靠性和 可加性 。
21. 塑性指标的常用测量方法 拉伸实验，扭转实验，压缩试验 。
22. 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。
23. 物体受外力作用下发生变形，变形分为 变形和 变化。
24. 当物体变形时，向量的长短及方位发生变化，用 线应变 、 切应变 来描述变形大小25. 当物体变形时，向量的长短及方位发生变化，用 线应变 、 切应变 来描述变形大小。
26. 在研究塑性变形时，即不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料称为 理想刚塑性材料27.材料的塑性变形是由应力偏张量引起的，且只与应力张量的第二不变量有关。
28.金属塑性加工时，工具与坯料接触面上的摩擦力采用库伦摩擦条件、最大摩擦条件、摩擦力不变条件三种假设。
29.轴对称条件下，均匀变形时，径向的正应变等于周向的正应力。
30.在单向拉伸时，常用延伸率、断面收缩率两个塑性指标来衡量塑性变形的能力。
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；2.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。
Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法；3.韧性金属材料屈服时， A 准则较符合实际的。
Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加；4.塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做A。
Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料；5.硫元素的存在使得碳钢易于产生A。
Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性；6.应力状态中的B应力，能充分发挥材料的塑性。
Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力；7.平面应变时，其平均正应力ｍB中间主应力２。
Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；8.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 B 。
Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化；9.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为A。
Ａ、纤维组织；Ｂ、变形织构；Ｃ、流线；10．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；11.由于屈服原则的限制，物体在塑性变形时，总是要导致最大的 A 散逸，这叫最大散逸功原理。
Ａ、能量；Ｂ、力；Ｃ、应变；12. 轴对称条件下，均匀变形时，径向的正应变C周向的正应变，径向正应力力C周向正应力。
A 、大于B 、小于C 、等于三、判断题（对打√，错打×）1. 合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。
（ × ）2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。
（ × ）3. 结构超塑性的力学特性为mk S 'ε=，对于超塑性金属m =。
（ × ）4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。
（ √ ）5. 屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。
（ × ）6. 变形速度对摩擦系数没有影响。
（ × ）7. 静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。
（ √ ）8. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。
（ × ）9. 塑性是材料所具有的一种本质属性。
( √ )10. 碳钢中碳含量越高，碳钢的塑性越差。
（ × ）11. 在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料。
（ × ）12. 塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线。
（ √ ）13. 二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂。
。
（ × ）14. 按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=。
（ × ） 15. 塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
（ 错）16. 静水压力的增加，对提高材料的塑性没有影响。
（ × ）17. 在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料。
（ ×）18. 塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。
（ √ ）19. 塑性是材料所具有的一种本质属性。
（ √）20. 塑性就是柔软性。
（ × ）21. 在塑料变形时金属材料塑性好，变形抗力就低，例如：不锈钢 （ × ）22. 如果已知位移分量，则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程；若是按其它方法求得的应变分量，也自然满足协调方程，则不必校验其是否满足连续性条件。
（ × ）23. 当材料受单向应力时，β=1，两准则重合；在纯剪应力作用下，两准则差别最大；（ √ ）24. 球应力在所有方向都没有剪切力，故不能产生体积变化，只能使物体产生形状变化和塑性变形。
（ × ）25. 应力偏张量只能使物体产生形状变化，不能产生体积变化。
（ √ ）26. 常摩擦力定律 τ =m ·k ，式中摩擦因子m 要大于1。
（ × ）四、名词解释1. 什么是刚塑性材料，刚塑性硬化材料？不考虑塑性变形之前的弹性变形的材料。
不考虑塑性变形之前的弹性变形，但需要考虑变形过程中的加工硬化的材料。
2.什么是塑形本构关系？塑性变形时应力与应变之间的关系。
3.什么是干摩擦、边界摩擦、流体摩擦？金属与工具的接触表面之间不存在任何外来介质，即直接接触时产生的摩擦成为干摩擦；当金属与工具表面加入润滑层较厚，摩擦副在相互运动中不直接接触，完全由润滑油膜隔开，摩擦发生在流体内部分子之间成为流体摩擦；当金属与工具之间的接触表面上加润滑剂时，随着接触压力的增加，金属表面突起部分被压平，润滑剂被挤入凹坑中，压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑膜，是一种单分子膜，这种单分子膜润滑的状态称为边界摩擦。
4.塑性成形中摩擦机理是什么？5.塑性加工中的摩擦与机械摩擦的区别，并从积极与消极两方面说明它的作用。
区别：在高压下产生的摩擦；较高温度下的摩擦；伴随着塑性变形而产生的摩擦；摩擦副的性质相差大。
消极：改变物体应力状态，使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命摩擦的利用例如，用增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。
6.什么是滑移线、滑移线场？滑移线是塑形变形体内个点的最大剪应力的轨迹，最大剪应力成对出现并正交，因此滑移线在变形体区组成两族相互正交的网络为滑移线场。
7.什么是均匀场、简单场？一族滑移线为直线，另一族则与滑移线正交的滑移线为曲线，称为简单场；滑移线场由两组正交的平行的直线构成称为均匀场。
8.什么是速度间断？若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动，即速度发生跳跃，此现象称为速度不连续，或速度间断。
9.什么是虚功原理、什么是最大逸散功原理？虚功原理：对稳定平稳状态的变形体给予符合几何约束条件的微小虚位移，则外力在此虚位移上所作的虚功，必然等于变形体内的应力在虚应变上所作的虚应变功。
最大逸散功原理：对刚塑性体一定的应变增量场而言在所有屈服准则的应力场中，与该应变增量场符合的应力应变关系的应力场所做塑性功最大。
10. 什么是冷脆、红脆、蓝脆、热脆、白点？当磷含量大于%时，钢完全变脆，冲击韧性接近于零，成为冷脆；当钢在800~1200°C 范围内热加工时没由于晶界处的硫化铁共晶体熔化，导致锻件开裂称为红脆；在室温或稍高温度下，氮将以N Fe 4形式析出，使钢的强度，硬度提高，塑性韧性大为降低，这种现象成为时效脆性或蓝脆；当含氢量较高的钢锭经锻轧后较快冷却，从固溶体析出的氢原子来不及向表面扩散，而集中在缸内缺陷处形成氢分子，产生相当大的压力，在压力、应力等作用下，会出现小裂纹即白点；FeO 和FeS 在铁素体中形成低熔点的共晶组织，分布于晶界处，造成钢的热脆。
11. 什么是超塑性？材料的伸长率超过100%的现象。
12. 什么是静态回复和静态再结晶？是依靠变形金属所具有的热量，使其原子运动的动能增加而恢复到稳定位置上： 金属经塑性变形后，在较高的温度下出现新的晶核，这些晶核逐渐长大代替 了原来的晶体，此过程成为动态再结晶。
13. 最小阻力定律答案：塑性成形的最小阻力定律：在塑性变形过程中，如果金属质点有向几个方向移动的可能时，则金属各质点将向阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路。
14. 在结构超塑性的力学特性mk S •=ε中，m 值的物理意义是什么？答案： εσ=ln d ln d m 为应变速率敏感性系数，是表示超塑性特征的一个极重要的指标，当m 值越大，塑性越好。
15. 何谓冷变形、热变形和温变形，他们各自的优缺点是什么？答案：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。
冷变形的产品精度高，但材料的变形抗力大，产品表面质量非常好。
热变形的产品精度不高，材料的变形抗力小，产品有氧化，表面质量非常不好。