金屬塑性成形原理閉卷考試(A卷)答案

1、一 填空題（每空1分，共20分）1、（ 多 ）比滑移系（ 少 ）。2、（ 0 0 0 1 ）（ 3 ）。3、（ 大/高 ）。4、（ 降低 ）。5、（ 晶界滑移 ）。6、（ 溫度效應 ）。7、（ 兩向壓縮一向拉伸 ）。8、（ 面力 ）。9、（ 單位體積形狀改變的彈性位能/彈性形變能 ）。10、（ 以等傾線為軸線的圓柱面 ）。11、（ 加載 ）。12、（ 重合 ）。13、（ 普朗特-路埃斯（Prandtl-Reuss）理論 ）。14、 ( ) 0。15、（ 方向順時針旋轉(zhuǎn) ）。16、（ ）。17、（ ）。18、（ 相等 ）。二、簡答題（共23分）1、（5分）答：金屬在較高溫度下發(fā)生大的塑性變形，可

2、將此時的金屬材料按理想剛塑性材料類型處理（2分），因為金屬在較高溫度下塑性變形，可以通過動態(tài)回復和動態(tài)再結(jié)晶來消除加工硬化，故可以認為是理想塑性材料（1.5分）。同時因為是發(fā)生大塑性變形，彈性變形可以相對塑性塑性變形可以忽略，可以認為是剛塑性材料（1.5分）。2、（5分）答：應變速率對金屬塑性影響的一般趨勢為：在較低的應變速率范圍內(nèi)提高應變速率時，由于溫度效應所引起的塑性增加，小于其它機理所引起的塑性降低，所以最終表現(xiàn)為塑性降低（2分）。當應變速率較大時，由于溫度效應更為顯著，使得塑性基本不再隨應變速率的增加而降低（1分）。當應變速率更大時，則由于溫度效應更大，其對塑性的有利影響超過其它機理對

3、塑性的不利影響，因而使塑性回升（2分）。3、（4分）答：（1）提高材料成分和組織的均勻性（1分）。（2）合理選擇變形溫度和應變速率（1分）。（3）選擇三向壓縮性較強的變形方式（1分）。（4）減少變形的不均勻性（1分）。4、（3分）答：1）滿足速度的邊界條件，在位移邊界Su上滿足，其中為給定的真實速度（1分）。2）在變形體內(nèi)保持連續(xù)性，不發(fā)生重疊和開裂（1分）。3）滿足體積不變條件，（1分）。這樣的速度場為動可容（運動學許可的）速度場。5、（6分）答：該點的體積應變=（1.5分），塑性變形時，其八面體線應變=（1.5分），八面體切應變=（1.5分），等效應變=（1.5分）。 三（ 18 分） 解

4、： (1) 該點的應力單元體如下圖所示（1分） (2) 應力張量不變量如下 ：（1分）（1分） （1分）故得應力狀態(tài)方程為 （1分） 解之得該應力狀態(tài)的三個主應力為 ：（ Mpa ） （2分） 設主方向為 ，則主應力與主方向滿足如下方程 即 ， ， 解之則得 （2分）， ， 解之得 （2分）， 解之得 （2分） 最大剪應力為 （1分），八面體正應力為 Mpa （1分） 八面體切應力為 （1分）應力偏張量為 （1分）， 應力球張量為（1分） 四（10分）解：（1.5分），（1.5分），（2分），沿壁厚為線性分布，在內(nèi)表面，在外表面。圓筒內(nèi)表面首先產(chǎn)生屈服，然后向外表面擴展，當外表面產(chǎn)生屈服時，整

5、個圓筒就開始塑性變形。故應研究外表面屈服條件。按Mises屈服準則有：（2分），（1分），求出（2分）五（17分）解：按左圖建立坐標系和基元板塊，對基元板塊列平衡方程（徑向平衡）（2分）因為 ，并略去二階微量，則上式化簡成（1分）為均勻鐓粗變形，故；。最后得 （1分）按絕對值列簡化屈服方程，因假定，故有；，得 。（2分）當時，故有（1分）。得（1分）。 （2分） 為工件外端()處的垂直壓應力。該處為自由表面，則（1分）； （1分）（1分），（1分）。據(jù)體積不變，（1分）。（1分），（1分）六（12分）解：為剛性區(qū),均勻應力場,B點在方向的應力與AC邊受到的均布壓力相同, 也為剛性區(qū),均勻應力場。B點和中心對稱線上的O點在同一線上，在B點：（1分），（1分），按Tresca屈服準則（2分）在O點