材料成型原理 重點2

1、一、名詞解釋：2、孿生：是以晶體中一定的晶面（孿晶面）沿著一定的晶向（孿生方向）移動而發(fā)生的。4、金屬塑性成形：塑性是指金屬材料在外力作用下發(fā)生變形而不破壞其完整性的能力，人們利用金屬的這種特性，使其在外力作用下改變形狀，并獲得一定力學(xué)性能。這種加工方法，稱為金屬塑性成形5、平面應(yīng)力狀態(tài)：平面應(yīng)力狀態(tài)假設(shè)變形體內(nèi)各質(zhì)點與某坐標(biāo)軸垂直的平面上沒有應(yīng)力，且所有的應(yīng)力分量與該坐標(biāo)軸無關(guān)。8、增量理論：又稱流動理論，是描述材料處于塑性狀態(tài)時，應(yīng)力與應(yīng)變增量或應(yīng)變速率之間關(guān)系的理論，它是針對加載過程的每一瞬間的應(yīng)力狀態(tài)所確定的該瞬間的應(yīng)變增量，這樣就撇開加載歷史的影響。9、全量理論：在小變形的簡單加載過

2、程中應(yīng)力主軸保持不變，由于各瞬時應(yīng)變增量主軸和應(yīng)力主軸重合，所以應(yīng)變主軸也將保持不變。在這種情況下，對應(yīng)變增量積分便可得到全量應(yīng)變。在這種情況下建立塑性變形的全量應(yīng)變與應(yīng)力之間的關(guān)系稱為全量理論，亦稱為形變理論。10、滑移線：塑性變形金屬表面所呈現(xiàn)的由滑移而形成的條紋稱為滑移線，滑移線是塑性變形體內(nèi)最大切應(yīng)力的軌跡線。11、軸對稱應(yīng)力狀態(tài)：當(dāng)旋轉(zhuǎn)體承受的外力對稱于旋轉(zhuǎn)軸分布時，則體內(nèi)質(zhì)點所處的應(yīng)力狀態(tài)稱為軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。12、極限載荷：在塑性成形理論中，對理想塑性材料的工件當(dāng)載荷增加到某一數(shù)值時，即時載荷不再繼續(xù)增加，塑性變形也會自然地發(fā)展，這時工件達(dá)到所謂極限狀態(tài)，這樣的載荷稱為極限載荷。1

3、3、動可容條件：滿足速度邊界條件；變形體在變形時保持連續(xù)性，不發(fā)生重疊和開裂；和體積不變條件，這三個條件稱為動可容條件。14、均勻應(yīng)力場：如果在滑移線場的某一區(qū)域內(nèi)，兩族滑移線皆為直線，則此區(qū)域內(nèi)各點的應(yīng)力狀態(tài)相同，稱為均勻應(yīng)力場。二、簡答題：1、用上限法計算極限載荷時，假設(shè)的塑變區(qū)的動可容速度場或位移場應(yīng)滿足哪些條件？答：應(yīng)滿足下列三個條件：1）滿足速度（或位移）的邊界條件；2）變形體在變形時保持連續(xù)性，不發(fā)生重疊和開裂；3）滿足體積不變條件。2、彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點有哪些？答：1）應(yīng)力與應(yīng)變成線形關(guān)系；2）彈性變形是可逆的，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是單值對應(yīng)的；3）彈性變形時，應(yīng)力球張量使物體產(chǎn)生體

4、積變化，泊松比<0.5；4）應(yīng)力主軸與應(yīng)變主軸重合。3、塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點有哪些？答：1）應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線形的；2）塑性變形是不可逆的，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不是單值對應(yīng)的，與應(yīng)變歷史有關(guān)；3）塑性變形時可認(rèn)為體積不變，即應(yīng)變球張量為零，泊松比=0.5；4）全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸不一定重合。4、與相對應(yīng)變相比較，對數(shù)應(yīng)變具有哪些特點？答：1）真實性。對數(shù)應(yīng)變反映物體變形的實際情況。2）疊加性。對數(shù)應(yīng)變?yōu)榭杉討?yīng)變。3）可比性。拉長與壓縮一倍的對數(shù)應(yīng)變數(shù)值相同，符號相反。5. 分別寫出Mises屈服準(zhǔn)則和Tresca屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)表達(dá)式，在主應(yīng)力空間中，這兩個屈服準(zhǔn)則的屈服表面分別是什么

5、形狀？（4分）答：Mises屈服準(zhǔn)則：或（1分）Tresca屈服準(zhǔn)則： 或 （1分）Mises屈服表面是以等傾線為軸線，以為半徑的圓柱面；（1分）Tresca屈服表面是內(nèi)接于Mises屈服表面的正六棱柱面。（1分）6. 在塑性成形問題中，接觸表面上的摩擦力有哪兩種計算方法？它們分別在什么情況下被采用？（4分）答：（a）庫侖摩擦定理：f=n，庫侖摩擦系數(shù)，n質(zhì)點上的法向應(yīng)力 ；（1分）庫侖摩擦定理通常用來分析金屬的冷變形。（1分）(b) 常摩擦力條件：f=mK，m摩擦因子，K剪切屈服強(qiáng)度。（1分）常摩擦力條件主要用于分析體積成形，如鍛造、擠壓等。（1分）7. 寫出某點的應(yīng)力張量、應(yīng)力偏張量和應(yīng)力

6、球張量的分量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。說明應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義。（4分）答：（1分）應(yīng)力偏張量只能使物體產(chǎn)生形狀的變化，而不能使物體產(chǎn)生體積變化，即材料的塑性變形是由應(yīng)力偏張量引起的。（1.5分）應(yīng)力球張量不能使物體產(chǎn)生形狀變化，（塑性變形），但是能影響物體承受塑性變形的能力。（1.5分）8. 什么是描述塑性變形時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的增量理論和全量理論？說明它們的適用條件。（4分）答：（a）增量理論是描述材料處于塑性狀態(tài)時，應(yīng)力與應(yīng)變增量或應(yīng)變速率之間關(guān)系的理論。（1分）(b) 全量理論是在一定條件下直接確定全量應(yīng)變的理論。（1分）(c) 增量理論是針對加載過程中的每一瞬間的應(yīng)力狀態(tài)確定該瞬間的應(yīng)

7、變增量，它撇開了加載歷史的影響，可在任意載荷狀態(tài)下使用。全量理論只能在比例加載的條件下運用，因為只有在比例加載的條件下，全量應(yīng)變的主軸才能與應(yīng)力主軸重合。（2分）9. 為什么壓應(yīng)力的數(shù)目越多、靜水壓力越大，塑性越好呢?答：三、計算題1. 一薄壁管，內(nèi)徑80mm，壁厚4mm，承受內(nèi)壓p，材料的屈服點為MPa，現(xiàn)忽略管壁上的徑向應(yīng)力（即設(shè)）。試用兩個屈服準(zhǔn)則求出管子兩端封閉情況下管子屈服時的p。（8分）解：根據(jù)塑性力學(xué)，兩端封閉的薄壁管的應(yīng)力分量為：按題意，顯然：，1）由屈雷斯加屈服準(zhǔn)則，解得MPa2）由米塞斯屈服準(zhǔn)則帶入有，解得MPa2. 某理想塑性材料，屈服應(yīng)力為150MPa。已知某點的應(yīng)變增量為，平均應(yīng)力50MPa，試求該點的應(yīng)力狀態(tài)。(8分)解：根據(jù)增量理論有：所以： 所以：1. 對于Oxyz直角坐標(biāo)系，已知受力物體內(nèi)一點的應(yīng)力張量為求出該點的主應(yīng)力、主切應(yīng)力、最大切應(yīng)力、等效應(yīng)力、應(yīng)力偏張