中南大学考研金属塑性加工原理考试试卷

一、名词解释〔183分〕123.热变形4.塑性状态图6.多晶体的晶间变形机构二、填空题〔122〕1.金属变形要经过 ， ， 三个阶段。2.塑性变形的主变形图有 可用应力张量不变量 来判定。3.Mises塑性条件的物理意义之一是 ，它与Tresca塑性条件在 状态差异最大.4.简洁加载时，各应力重量 增加。5.对于强化材料，当应力状态点沿着屈服外表上运动时，称作 载，此时有 变形，而无的 变形。6.工程法实际上只用上了根本方程中的 方程和 方程。三、推断题〔对者打√，错者打×〕〔此题12分，每题2分〕1〔〕2〔〕3〔〕4〔〕5.从金相照片上观看到的冷变形组织就是变形织构。〔〕6.用楔形体压缩法测定摩擦系数时，其流淌分界面越偏向薄端，则说明摩擦系数越小。〔381-36，4,510〕金属塑性变形时，某点的应力状态指出分解张量的名称，并说明它们与什么变形有关？最终求出

试写出其张量分解方程，的比值。材料的两条等效应力应变曲线，如以下图，它们是否考虑了弹性变形？哪一条适合冷加工？哪一条适合热加工？加工时为什么异号主应力状态所需变形力小？举一例处于异号主应力状态的实际加工方法。制定金属塑性加工工艺时，通常所说的“五图”是哪五图？5.试说明圆棒挤压时外表产生周期性裂纹和尾部产生缩尾的缘由与可能预防的措施。五、综合推导题〔此题20分〕如以下图，在模内压缩圆环，外径尺寸 不变，材料向里流淌。假设接触面摩擦应力大小为τ=σT/√〔3〕，试用工σzσz一、名词解释〔183〕最小阻值定律：塑性变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向流淌。干摩擦：不存在任何外来介质时金属与工具的接触外表之间的摩擦。热变性：变形金属在完全再结晶条件下进展的塑性变形。塑性状态图：表示金属指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形。金属塑性加工的热力学条件：变形温度、变形速度、变形程度。二、填空题〔122〕1.弹性变性、均匀塑性变形、裂开2.33.弹性外形能转变(或 、 、 )到达定值材料屈服、平面应变(或 )时456.平衡、塑性条件三、推断题〔对者打√，错者打×〕〔此题12分，每题2分〕1.(√) 2.(×) 3.(×) 4.(×) 5.(×) 6.(√)四、计算与简答题〔38分，1-36，4,510分〕答：答：它们考虑了弹性变形第一条适合冷加工；其次条适合热加工答：Mises，假设 不变异号应力更简洁满足塑性条件答：

大于同号应力的 ，即异号应力的 大五图：变形力学图、相图(合金状态图)、塑性图、变形抗力图、其次类再结晶图。答：产生外表周期性裂纹的缘由：金属外层受挤压筒和凹模具的接触摩擦的阻滞作用。或外表温度降低使得表层的金属流淌慢，受到附加拉应力(中心受附加压应力)，此附加拉应力越接近出口，其值越大，与根本应力合成后，当工作应力到达金属的抗拉强度时，就会产生向内扩展的外表裂纹。某些金属，塑性区强度范围窄，或易粘模。当挤压速度过快，温度上升，当实际挤压温度超过临界温度时，挤压圆棒也会消灭裂纹。周期性裂纹：一条裂纹消灭后，应力松弛，连续变形，应力积存，又消灭下一条裂纹。挤压缩尾也是坯料中心流淌快，外层流淌慢。在挤压后期，外层金属产生径向流淌(坯料外表往往带有油污、灰尘及其它杂质等)。而形成制品尾部消灭(中心或环形或皮下)缩尾。外表裂纹的预防措施：削减不均匀变形；加强润滑，光滑模子；承受反向挤压(合理的温度、速度制度)。五、综合推导题〔20〕解：平衡微分方程(“－”时， 取代数值解，“＋”时 取确定值解)近似值 ，无视高阶微分，有视为均匀变形 近似塑性条件：联立后： 由摩擦条件： 有应力边界条件： ，由 有 ∴∴的峰值在的峰值在〔102〕2345.塑性—脆性转变二、填空题〔162〕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_Mises理意义是6Levy-Mises增量理论适合材料模型，_材料模型。7．把材料简化为抱负刚塑性体是无视了材料的和8〔Zσz=σ2=_τzx=τzy=。三、计算与问答〔581-36，4,515610〕塑性变形时某点的应力状态为σij= MPai.j=x,y,z，写出其张量σija,b,c,d简洁加载？哪些是简洁加载？哪些路径具有一样的塑性变形？为什么？切向速度全都，试定性推想复合后两层材料的厚与薄，并简述理由。压力加工中外摩擦有何特点？试分析压力加工中使用的润滑剂种类及润滑机理。不均匀变形的典型现象是什么？试分析轧制薄板时产生边裂的力学根源及防止措施。什么是冷变形的纤维组织？它和热变形的纤维组织所带来的影响。(16σz种接触面正压力|σz|大？|τk|=|σT/√3|，包套径向力为|σa|。〔102〕1.热效应：金属在塑性变形时的发热现象。2.动态再结晶：在热变形过程中，在应力作用下的再结晶。3.外端：变形体处于变形区以外的那一局部坯料。4.附加应力：物体不均匀变形受到其整体性限制而引起物体内相互平衡的应力。5.塑性-脆性转变：金属塑性随温度下降等内外因素变化而明显转变为脆性的现象。二、填空题〔162〕过变形体任意斜载面上的应力有无，大小，方向的状况、该点三个坐标面上的应力重量反映了弹性变形体积变化的大小、反映外形变化的大小3.变形过程中某一极短阶段的无限小应变、变形过程中某一4.单位时间内的应变量、1/5.最大切应力到达某一极限K6.刚塑性体、弹塑性体7.弹性变形、加工硬化8. 、0三、计算与问答〔581-36，4,515610〕解：所以：由解：

，对应延长型应变OAB、OCDOABOABDB-D变解：变形后软层薄，硬层厚理由：由塑条 或 材料软易到达塑条，变形大，簿由外形转变比解： 材料软G小，则 大，变形大，簿由答：

小，则 大，则H小，簿外摩擦特点：接触面压力大，润滑困难，摩擦应力高；温度条件恶劣(如高温)；接触条件不断变化，外表状态不一；液体润滑剂主要是通过适当的粘度较大的活性形成一层稳定结实的润滑膜。固体润滑剂：固体本身的剪切强度低于被加工材料的剪切强度。液-固润滑剂：兼有上述两者的特点。熔体润滑剂：在高温下可以在工具与坯料接触面间熔成液体薄膜隔开接触面。自由变形区。薄板轧制时的裂边主要是变形不均匀，中间延长大、边部延长小，造成边部消灭附加拉应力，中间附加压应力。当边都易裂边。防止措施：尽量使金属变形均匀如：压下量、坯料厚度、辊型、润滑均匀、合理的加热、热处理等。杂物、其次相等各种缺陷沿最大主变形方向被拉长。冷变形对组织的影响是：形成纤维组织、形成亚构造、变形织构及晶内与晶间的破坏。热变形过程中硬化和软化同时存在可以改善铸锭组织，使金属热变形后晶粒细化、成份趋于均匀、塑性得到改善等。(16由 有应力边界条件：r=R时，由塑条：所以：所以：由于不包套时所以包套时接触面 大。一、名词解释〔82〕234.形变热处理二、填空题〔102〕1.金属塑性变形通常经受 、 、 、根本应力、附加应力三者的关系 .3.依据塑性加工成形时的摩擦性质，摩擦可分为 、 、 三种类型。4.塑性加工润滑剂分为 、 、 、 主要工艺措施是把握 和把握 。题〔12分〕1.塑性加工时静水压力越大，金属塑性越好，所需的变形力越小.( )2.润滑剂的粘度越大，润滑越好。( )3.变形织构导致各向异性，纤维组织没有各向异性。( )细晶超塑性中，应变速率敏感性指数m越大，其塑性越好。〔 〕在平辊轧制试验中，对于一个方向具有凹形断面的坏料，无论承受哪种喂料方向都易消灭裂纹.〔 〕381-63，7,8796〕一点的应力状态的定义是什么？把握它有何实际意义？3.Tresca弹性本构方程与塑性本构方程有何区分？由此说明哪个求解更简洁？

与的差异在哪里？从目前所讲的工程法求解加工问题中，实际上只用了根本理论中的13个方程的哪二类方程？金属塑性加工工艺包括主要哪些参数制定工艺通常要依据哪些因素？金属热变形与冷变形的变形机制、变形特点有何差异？压缩圆柱体矮件，不均匀变形有哪些典型表现？为防止消灭图示纵向裂纹可以承受哪些措施？五、分析应用题〔此题168分〕园棒单孔挤压后流淌状况如图，假设Vp五、分析应用题〔此题168分〕VxVx〔8〕用工程法求解出的平锤压缩矩形块的载荷～宽高比W/H摩擦因子m为何承受小直径轧辊、叠轧、强润滑等措施？〔8〕六、综合推理题〔此题16分〕D、H，设接触面上的摩擦应力τk=mk，求载荷p，由此说明试验中的载荷因子m一、名词解释〔82〕在变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路塑性变形过程中因金属发热而促使金属的变形温度上升的效果。金属冷变形时，随着变形程度的累积，金属的变形抗力提高而塑性下降的现象。起来的一种工艺方法。二、填空题〔102〕12.工作应力＝34.液体润滑亮剂、固体5.变形温度、冷变形程度三、推断题〔12〕1.×2.×3.×4.√5.×6.√四、问答题〔381-63，7,8796〕答：通过该点全部斜载面上的应力有无、大小、方向状况意义：下述内容中举出1－2种：弹塑性类型，是否进入了塑性变形、变形类型、分析变形、计算变形力、σ－ε 根底答：力平衡答：：应变全量，以变形开头的原始尺寸为度量基准，反映一次变形过程从起始到终了的总应变量。：应变增量，以变形过程中的某瞬时状态为度量基准，反映该瞬时开头后一极短的时间的微分应变量。Tresca衡量发生塑性变形否，塑性变形的起点一般非线性答:平衡方程，塑性条件答：变形温度，变形速度，变形程度；变形力学图，相图，塑性图，再结晶全图，变形抗力图８.答:热变形：变形过程发生再结晶，具有明显的软化过程和集中特性，塑性发挥好，有修复机构〔溶解－浅薄、非晶机构大，溶解－浅薄、非晶机构比冷变形明显。冷变形：变形温度低于回复温度，在变形中只有加工感化而无回复与再结晶现象，以晶内变形为主。9.答：典型表现：轮廓呈现单鼓形，接触面存在三个区〔粘着区、滑动区、侧翻区，变形体内存在三个区〔变形区、自由变形区〕五、分析应用题〔168〕解：同一θ上 =常数，即 所以 分布如以以下图：由于坯料中心水平流淌速度快，挤压后期中心必需靠径向流淌来补充，挤压变形力上升，而消灭挤压缩尾解：轧件厚度主要取决于实际工作辊径的大小：HW/H

变小，F变小，而且P总变小，轧辊弹性变形小，故更簿。变小，其次分成两层后，单层更小润滑：m减小， 减小，F变小。六、综合推理题〔此题16分〕解：m一、名词解释〔本小题102分〕23.45.热效应二、填空题〔此题222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，各主应变重量必需满足条件是： 3.应变速度是指 4.平面应变其应力状态的特点是σz＝ 5.材料模型简化为抱负刚塑性材料是无视了材料的 和 6.压力加工中热力学条件是指 、 、 7.其次类再结晶图是 、 与 关系图。8.塑性图是 与 关系图。9.其次类硬化曲线是 与 关系曲线。金属在外力作用下发生变形要经受 、 、 三个阶段。金属塑性加工中常用的两个摩擦定律是 三、推断题〔此题10分，每题2分〕1.铝棒的加热温度为 ，即挤压时的变形温度为 〔〕2.挤压时挤压杆的运动速度为 ，则挤压速度为 〔〕〔〕〔〕5.冷变形即是室温下的变形。()四、问答题〔此题366分〕应力张量不变量或应力偏量不变量 的物理意义各是怎样的？简述塑性加工常用的两个屈服准则的物理意义，在π平面上的几何表示各是怎样？它们在何种状况下差异最大？Levy-Mises增量理论的应力应变关系的根本表达式是什么？冷热变形形成的纤维组织有何异同？如何消退？画出挤压、拉拔、锻压三种加工方式的变形力学图。对于低塑性材料开坏，选用那一种方式有利于塑性发挥。冷变形以下两种断面外形轧件，试问哪种送料方式变形不均匀？为什么？〔图中箭头为轧制方向〕五、计算题〔7五、计算题〔7〕某点的应力状态，如下： Mpa写出其张量分解方程及张量分解的物理意义？六、推导题〔此题15分〕按单一粘着区考虑，用工程法推导出粗糙砧面压缩矩形薄板时的变形应力公： 〔 的大小为 〕一、名词解释〔本小题102分〕12.在塑性变形的过程中存在弹性变形34.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〔此题222分〕1.作用力〔主动力2.3、3.单位时间内的应变量〔应变对时间的变化率〕

〔体积不变条件〕4.587.变形温度、变形程度、再结晶晶粒大小91011.定摩擦定律和滑动摩擦定律三、推断题〔102〕1.×2.×3.×4.×5.×四、问答题〔此题366分〕答：反映了变形体外形转变的猛烈程度：反映了塑性变形的类型答：π平面上为正六边形π平面上为一个圆两准则在平面应变状况下差异最大简洁加载：不满足简洁加载条件Levy-Mises增量理论： 或最大变形方向被拉长。冷变形纤维组织都是沿纤维方向强度高，使材料呈各向异性。消退措施：冷变形纤维组织用完全再结晶退火热变形纤维组织：熔炼尽可能除杂，铸锭细化晶粒，承受长时间高温均匀化退火，加工时变换加工方向答：对于低塑性材料的开坯承受挤压加工方法为佳，由于：挤压时静水压力大，塑性好。2：送料方向沿轧件宽度方向变形均匀解：解：平衡方程：塑件：联立〔ab〕得：又：所以：积分得：应力边界条件： 时， 条有：即：所以：所以：一、名词解释〔102分〕2345.附加应力二.填空题〔102〕1.主变形图取决于 ，与 无关。2.其次类再结晶图是 ， 与 的关系图。3.其次类硬化曲线是金属变形过程中 与 良好润滑性能的条件是 ， 。5.消灭细晶超塑性的条件是 ， ， 。三、推断题〔102〕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〔。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〔。金属的塑性是指金属变形的难易程度〔。4.为了获得平坦的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型〔。5.从金相照片上观看到的冷变形纤维组织，就是变形织构〔。四、问答题〔4010分〕法为佳？为什么？多少？

An