金属塑性加工习题

绪论

0-1 请选择你生活学习中所接触的五种物品，写一篇约五千字的调研笔记，调查其从原料到该物品制造的全过程，运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识。

第一章应力分析与应变分析

1-1 塑性加工的外力有哪些类型？

1-2 内力的物理本质是什么？诱发内力的因素有哪些？

1-3 何谓应力、全应力、正应力与切应力？塑性力学上应力的正、负号是如何规定的？

1-4 何谓应力特征方程、应力不变量？

1-5何谓主切应力、八面体应力和等效应力？它们在塑性加工上有何意义？

1-6 何谓应力张量和张量分解方程？它有何意义？

1-7 应力不变量（含应力偏张量不变量）有何物理意义？

1-8 塑性变形的力学方程有哪几种？其力学意义和作用如何？

1-9 锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型？

1-10变形与位移有何关系？何谓全量应变、增量应变？它们有何联系和区别？

1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义。

1-12何谓变形速度？它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系？

1-13何谓变形力学图？如何根据主应力图确定塑性变形的类型？

1-14锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型？

1-15塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法？各有何特点？

1-16已知一点的应力状态MPa，试求该应力空间中

的斜截面上的正应力和切应力为多少？

1-17现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°，45°，90°角方向上的应力值分别为，试问该平面上的主应力各为多少？

1-18 试证明：

（1）

（2）

1-19 一圆形薄壁管，平均半径为R，壁厚为t，二端受拉力P及扭矩M的作用，试求三个主应力

的大小与方向。

1-20 两端封闭的薄壁圆管。受轴向拉力P，扭矩M，内压力ρ作用，试求圆管柱面上一点的主应力

的大小与方向。其中管平均半径为R，壁厚为t，管长为l。

1-21已知平面应变状态下，变形体某点的位移函数为，

，试求该点的应奕分量，并求出主应变的大小与方向。

1-22 为测量平面应变下应变分量将三片应变片贴在与x轴成0°，60°，120°夹角的方向上，测得它们的应变值分别为。试求以及主应变的大小与方向。

1-23 已知圆盘平锤均匀压缩时，质点的位移速度场为，，，其中

为全锤头压下速度，h为圆盘厚度。试求应变速度张量。

1-24 一长为l的圆形薄壁管，平均半径为R，在两端受拉力P，扭矩M作用后，管子的长度变成l1，两端的相对扭转角为，假设材料为不可压缩的。在小变形条件下给出等效应变与洛德参数的表达式。1-25某轧钢厂在三机架连轧机列上生产h×b×l=1.92×500×100,000mm的A3带钢产品（见图1-14），第1、3机架上的压下率为20%，第2机架上为25%，若整个轧制过程中带材的宽度b保持不变，试求带钢在该连轧机列上的总压下量及每机架前后带钢的尺寸为多少？

图1-25 三机架连轧机列示意图

第二章金属塑性变形的物性方程

2-1 金属塑性变形有哪些基本特点？

2-2 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？

2-3 何谓加载准则、加载路径？它们对于塑性变形的应力应变关系有何影响？

2-4 塑性变形的应力应变关系为何要用增量理论？

2-5 塑性变形的增量理论的主要论点有哪些？常用塑性变形增量理论有哪两类？试比较它们的同异点？

2-6 何谓塑性势？

2-7 平面应变和轴对称问题的应变和应力特点有哪些？

2-8 何谓变形抗力和变形抗力曲线？

2-9 影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些？

2-10 已知材料的真应力真应变曲线为，A为材料常数，n为硬化指数，试问简单拉伸时该材料出现颈缩时的应变量为多少？此时的真实应力与强度的关系怎样？

2-11 若变形体屈服时的应力状态为：MPa 试分别按Mises和Tresca

塑性条件计算该材料的屈服应力及值，并分析差异大小。

2-12 两端封闭的矩形薄壁管内充入压力为p的高压液体。若材料的屈服应力MPa，试按Mises 塑性条件确定该管壁整个屈服时最小的p值为多少？（不考虑角上的影响）。（管材尺寸L×B×H，壁厚t）。2-13 已知一外径为30mm，壁厚为1. 5mm，长为250mm二端封闭的金属薄壁管，受到轴向拉伸载荷

Q和内压力p的复合作用，加载过程保持。若该材料的MPa。试求当

=600MPa时，（1）等效应变；（2）管材尺寸；（3）所需加的Q与p值大小。

2-14 若薄壁管的，按OBE、OCE和OAE三种路径进行拉、扭加载（见题2-14图），试求三种路径到达E点的塑性应变量为多少？

2-15试证明单位体积的塑性应变能增量

2-16 一薄壁圆管，平均半径为R，壁厚为t，承受内压力作用，讨论下列三种情形：（1）管的二端是自由的；（2）管的二端为固定的；（3）管的二端是封闭的。试问p多大时管子开始屈服？屈服条件为Mises 准则。

2-17 变形抗力的大小对加工生产有何种意义？对制品性能有何意义？

2-18 引入塑性势的意义为何？

2-19 如图所示，一薄板液压胀形，液压为p，球顶处的坐标网络由变形前的 2.5mm变至 3.0mm材料的应力应变曲线为MPa，变形前板厚为1mm。变形后曲率半径为100mm，求此时的胀形压力。（提示：）

第三章金属塑性加工的宏观规律

3-1何谓最小阻力定律？它的基本点是什么？

3-2影响金属塑性流动与变形的主要因素有哪些？

3-3简述研究变形分布的基本方法及原理。