《金屬塑性成形原理》

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1、《金屬塑性成形原理》習題（1）答案一、填空題1.衡量金屬或合金的塑性變形能力的數(shù)量指標有伸長率和斷面收縮率。2.所謂金屬的再結晶是指冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來變形的金屬中會重新形成新的無畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織的過程。3.金屬熱塑性變形機理主要有：晶內滑移、晶內孿生、晶界滑移和擴散蠕變等。4．影響金屬塑性的主要因素有：化學成分、組織、變形溫度、變形速度、應力狀態(tài)。5.請將以下應力張量分解為應力球張量和應力偏張量＝＋6.對應變張量，請寫出其八面體線變與八面體切應變的表達式。＝；＝。7.1864年法國工程

2、師屈雷斯加（H.Tresca）根據庫倫在土力學中研究成果，并從他自已所做的金屬擠壓試驗，提出材料的屈服與最大切應力有關，如果采用數(shù)學的方式，屈雷斯加屈服條件可表述為。8.金屬塑性成形過程中影響摩擦系數(shù)的因素有很多，歸結起來主要有金屬的種類和化學成分、工具的表面狀態(tài)、接觸面上的單位壓力、變形溫度、變形速度等幾方面的因素。9.變形體處于塑性平面應變狀態(tài)時，在塑性流動平面上滑移線上任一點的切線方向即為該點的最大切應力方向。對于理想剛塑性材料處于平面應變狀態(tài)下，塑性區(qū)內各點的應力狀態(tài)不同其實質只是平均應力不同，而各點處的最大切應力為材料

3、常數(shù)。10.在眾多的靜可容應力場和動可容速度場中，必然有一個應力場和與之對應的速度場，它們滿足全部的靜可容和動可容條件，此唯一的應力場和速度場，稱之為真實應力場和真實速度場，由此導出的載荷，即為真實載荷，它是唯一的。二、簡答題1．試簡述提高金屬塑性的主要途徑。答：可通過以下幾個途徑來提高金屬塑性：(1)提高材料的成分和組織的均勻性；(2)合理選擇變形溫度和變形速度；(3)選擇三向受壓較強的變形方式；(4)減少變形的不均勻性。2．請簡述應變速率對金屬塑性的影響機理。答：應變速度通過以下幾種方式對塑性發(fā)生影響：(1)增加應變速率會使

4、金屬的真實應力升高，這是由于塑性變形的過程比較復雜，需要有一定的時間來進行。(2)增加應變速率，由于沒有足夠的時間進行回復或再結晶，因而軟化過程不充分而使金屬的塑性降低。(3)增加應變速率，會使溫度效應增大和金屬的溫度升高，這有利于金屬塑性的提高。綜上所述，應變速率的增加，既有使金屬塑性降低的一面，又有使金屬塑性增加的一面，這兩方面因素綜合作用的結果，最終決定了金屬塑性的變化。3．請簡述彈性變形時應力-應變關系的特點。答：彈性變形時應力-應變關系有如下特點：(1)應力與應變完全成線性關系，即應力主軸與全量應變主軸重合。(2)彈性

5、變形是可逆的，與應變歷史（加載過程）無關，即某瞬時的物體形狀、尺寸只與該瞬時的外載有關，而與瞬時之前各瞬間的載荷情況無關。(3)彈性變形時，應力球張量使物體產生體積的變化，泊松比。4.?純剪切應力狀態(tài)有何特點？答：純剪切應力狀態(tài)下物體只發(fā)生形狀變化而不發(fā)生體積變化。純剪應力狀態(tài)下單元體應力偏量的主方向與單元體應力張量的主方向一致，平均應力。其第一應力不變量也為零。5.塑性變形時應力應變關系的特點？答：在塑性變形時，應力與應變之間的關系有如下特點：(1)應力與應變之間的關系是非線性的，因此，全量應變主軸與應力主軸不一定重合。(2)

6、塑性變形時，可以認為體積不變，即應變球張量為零，泊松比。(3)對于應變硬化材料，卸載后再重新加載時的屈服應力就是報載時的屈服應力，比初始屈服應力要高。(4)塑性變形是不可逆的，與應變歷史有關，即應力－應變關系不再保持單值關系。三、計算題1．對于直角坐標系Oxyz內，已知受力物體內一點的應力張量為，應力單位為Mpa，(1)畫出該點的應力單元體；(2)求出該點的應力張量不變量、主應力及主方向、最大切應力、八面體應力、應力偏張量及應力球張量。解：(1)該點的應力單元體如下圖所示(2)應力張量不變量如下故得應力狀態(tài)方程為解之得該應力狀態(tài)

7、的三個主應力為（Mpa）設主方向為，則主應力與主方向滿足如下方程即，，解之則得，，解之則得，，解之則得最大剪應力為：八面體正應力為：Mpa八面體切應力為：應力偏張量為：，應力球張量為：2．已知金屬變形體內一點的應力張量為Mpa，求：(1)計算方向余弦為l=1/2，m=1/2，n=的斜截面上的正應力大小。(2)應力偏張量和應力球張量；(3)主應力和最大剪應力；解：(1)可首先求出方向余弦為（l,m,n）的斜截面上的應力（）進一步可求得斜截面上的正應力：(2)該應力張量的靜水應力為其應力偏張量應力球張量(3)在主應力面上可達到如下應

8、力平衡其中欲使上述方程有解，則即解之則得應力張量的三個主應力：對應地，可得最大剪應力。3．若變形體屈服時的應力狀態(tài)為：10-300015023′÷÷÷?????è?×××=ijsMPa試分別按Mises和Tresca塑性條件計算該材料的屈服應力及值，并分析差異大