《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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＝0.3514.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mkS'，对于超塑性金属m=0.02-0.2。（×）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=0.5。（×）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0.3%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NFe4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mkS中，m值的物理意义是什么？答案：lndlndm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？321JJJ应力特征方程：032213JJJ2.什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面在变形过程中始终不会扭曲，所以在面上没有剪应力，而且是主应力。（2）各应力分量与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，当中间应力1时，时两个屈服准则的数学表达式相同，当155.1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=0.5。（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