金属塑性成形原理闭卷考试

湘潭大学200　６　年　下　学期200　４ 级〈〈金属塑性

成形原理〉〉课程期末考试

（A卷）适用专业材料成型及控制工程（模具方向）

学院机械和兴湘专业　材料成型及控制工程（模具方向）　班

级学号姓名

考试时间 150 分钟考试方式闭卷　考试成绩1．填空题（每空1分，共20分）

1、晶内塑性变形的主要形式和单晶体一样为（滑移）和（孪生）变形方式。

2、滑移总是沿原子密度（最大）的晶面和晶向发生。

3、滑移系（多）的金属总是比滑移系（少）的金属变形协调性好，塑性高。

4、体心立方晶格（如α-Fe,Cr,W等）的滑移面一般是（ {1 1 0} ）面，其滑移方向为（ <1 1 1> ）方向，它一共有（ 12 ）个滑移系。

5、密排六方晶格Zn的滑移面一般为（ {0 0 0 1} ）面，其滑移方向为（ <1 1 2 0> ）方向，它一共有（ 3 ）滑移系。

6、金属的晶粒越细，屈服强度越（大/高），金属的晶粒越细小，金属的塑性越（好/高）。

7、随着金属塑性变形程度增加，金属的强度、硬度（提高/增加），塑性、韧性（降低）。这种现象叫加工硬化。滑移系多的金属，加工硬化速率越（大/快），一般细晶粒金属比粗晶粒金属的加工硬化速率（高/大）。在进行多道次塑性加工（如多道挤压）时，通常需要用（中间退火）工序来消除加工硬化。

8、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）。

9、应变速率增加无足够的时间进行回复和再结晶，从而使金属的塑性（降低）。但是增加应变速率使（温度效应）增大，从而使金属的温度升高。

10、静水应力越（大），金属的塑性越高。一般认为压缩应变有利于塑性的发挥，而拉伸应变则对塑性不利。在三种主应变状态中（两向压缩一向拉伸）应变状态塑性最好。

11、作用于金属的外力可分为（体积力）和（面力）。

12、切应力互等定理是单元体处于平衡状态时，由（绕单元体各

轴的合力矩）为零导出的。切应力为零的平面（主）平面，该平面的外法线方向称为应力（主）方向。

13、已知某点的应力状态为，该应力张量的第一不变量J1=（

），第一不变量J2=（）。其八面体切应力（），其等效应力（）。

15、屈雷斯加（Tresca）屈服准则是指当受力物体中的（最大剪应力）达到某一定值时物体发生屈服。而米塞斯（Mises）屈服准则的物理意义则是当（单位体积形状改变的弹性位能/弹性形变能）达到某一常数时，材料就屈服。

16、屈雷斯加（Tresca）屈服准则在应力主空间是（以等倾线为轴线的正六棱柱面），在π平面上是（正六边形）。而米塞斯（Mises）屈服准则在应力主空间是（以等倾线为轴线的圆柱面），在π平面上是（圆）。平面应力的米塞斯（Mises）屈服轨迹在应力主空间为（椭圆）。

17、对于加工硬化材料，某时刻其屈服轨迹为，当时为（加载），当时为（卸载）。

18、弹性状态下，应变与应力呈（线性）关系，应变主轴始终与应力主轴（重合）。

19、塑性变形的增量理论有：列维-米塞斯（Levy-Mises）理论，普朗特-路埃斯（Prandtl-Reuss）理论和圣维南流动方程。其中描述应变速率与应力偏张量关系的是（圣维南流动方程）。而描述总应变增量与应力张量关系的是（普朗特-路埃斯（Prandtl-Reuss）理论）。

20、塑性变形全量理论用在（简单/比例）加载条件下。

21、按应力应变顺序对应关系，当主应力时则（ > ）( > ) 。按应力应变中间关系，当时，则( ) 0。

22、理想刚塑性体处于平面应变状态时，已知的方向，那么滑移线场的线方向是（方向顺时针旋转）。

23、由亨盖（H.Hencky）应力方程，沿线的和有（）关系。沿线的和有（）关系。

24、由盖林格尔（H.Geiringer）速度方程，沿线有（）。沿线有（）。

25、据变形体的连续性，变形体的速度间断线两侧的法向速度分量必须（相等）。

二、简答题（共23分）

1、与其它加工方法（如金属的切削加工、焊接、铸造），金属塑性成形有何特点？（5分）

2、从原子密度来看，滑移一般沿哪些晶面和哪些晶向滑移？为什么？（5分）

3、按材料性质来分，材料可分为理想弹性材料、理想塑性材料、理想弹塑性材料等材料类型，金属在较高温度下发生大的塑性变形，可将此时的金属材料按何种材料类型处理？为什么？（5分）

4、影响金属塑性有哪些因素？（5分）

5、简述应变速率对金属塑性影响的一般趋势。为什么？（5分）

6、简述提高金属塑性的基本途径。（5分）

7、什么是位移的动可容（运动学许可的）条件？（5分）

8、已知某点的应变状态为，该点的体积应变θ；塑性变形时，其八面体线应变；八面体切应变；等效应变分别为多少？

三．对于oxyz直角坐标系，受力物体内一点的应力状态为（MPa）

1)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）画出该点的应力莫尔圆，并将应力单元体的微分面

（即x、y、z面）标注在应力莫尔圆上；（共10分）

四．一两端封闭的薄壁圆筒，半径为r，壁厚为t，受内压力p 的作用，同时外部受扭矩M（已知）的作用（如下图所示）试求此薄壁圆筒发生屈服时的内压力p（设材料单向拉伸时的屈服极限为）。

五．一20号钢圆柱毛坯，原始尺寸为，在室温下压缩到高度为25mm时（不考虑侧鼓变形），设接触面上摩擦剪应力为，且MPa，试求所需的变形力F和单位流动压力p？。

六．下图表示平底模正挤压板料，挤压前坯料厚度为H，挤压后板料厚度为h，挤压比为H/h=2。板料宽度为B，且B》

H，即可视为平面应变。设挤压筒（凹模）内壁光滑，即

μ=0，材料塑性变形时的剪切屈服强度为K，滑移线场如下图所示。试用滑移线法求单位流动压力（或单位挤压力）p。