《金屬塑性加工原理》課程習(xí)題

《金屬塑性加工原理》課程習(xí)題《金屬塑性成形原理》課程習(xí)題第一章應(yīng)力分析與應(yīng)變分析1-1塑性加工的外力有哪些類型？1-2內(nèi)力的物理本質(zhì)是什么？誘發(fā)內(nèi)力的因素有哪些？1-3何謂應(yīng)力、全應(yīng)力、正應(yīng)力與切應(yīng)力？塑性力學(xué)上應(yīng)力的正、負號是如何規(guī)定的？1-4何謂應(yīng)力特征方程、應(yīng)力不變量？1-5何謂主切應(yīng)力、八面體應(yīng)力和等效應(yīng)力？它們在塑性加工上有何意義？1-6何謂應(yīng)力張量和張量分解方程？它有何意義？1-7應(yīng)力不變量（含應(yīng)力偏張量不變量）有何物理意義？1-8塑性變形的力學(xué)方程有哪幾種？其力學(xué)意義和作用如何？1-9鍛造、軋制、擠壓和拉拔的主力學(xué)圖屬何種類型？1-10變形與位移有何關(guān)系？何謂全量應(yīng)變、增量應(yīng)變？它們有何聯(lián)系和區(qū)別？1-11簡述塑性變形體積不變條件的力學(xué)意義。1-12何謂變形速度？它們與工具速度、金屬質(zhì)點運動速度有何區(qū)別和聯(lián)系？1-13何謂變形力學(xué)圖？如何根據(jù)主應(yīng)力圖確定塑性變形的類型？1-14鍛造、軋制、擠壓和拉拔的變形力學(xué)圖屬何種類型？1-15塑性加工時的變形程度有哪幾種表示方法？各有何特點？1-16已知一點的應(yīng)力狀態(tài)MPa，試求該應(yīng)力空間中的斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力為多少？1-17現(xiàn)用電阻應(yīng)變儀測得平面應(yīng)力狀態(tài)下與x軸成0°，45°，90°角方向上的應(yīng)力值分別為，試問該平面上的主應(yīng)力各為多少？1-18試證明：（1）（2）1-19一圓形薄壁管，平均半徑為R，壁厚為t，二端受拉力P及扭矩M的作用，試求三個主應(yīng)力的大小與方向。1-20兩端封閉的薄壁圓管。受軸向拉力P，扭矩M，內(nèi)壓力ρ作用，試求圓管柱面上一點的主應(yīng)力的大小與方向。其中管平均半徑為R，壁厚為t，管長為l。1-21已知平面應(yīng)變狀態(tài)下，變形體某點的位移函數(shù)為，，試求該點的應(yīng)奕分量，并求出主應(yīng)變的大小與方向。1-22為測量平面應(yīng)變下應(yīng)變分量將三片應(yīng)變片貼在與x軸成0°,60°，120°夾角的方向上，測得它們的應(yīng)變值分別為。試求以及主應(yīng)變的大小與方向。1-23已知圓盤平錘均勻壓縮時，質(zhì)點的位移速度場為，，，其中為全錘頭壓下速度，h為圓盤厚度。試求應(yīng)變速度張量。1-24一長為l的圓形薄壁管，平均半徑為R，在兩端受拉力P，扭矩M作用后，管子的長度變成l1，兩端的相對扭轉(zhuǎn)角為，假設(shè)材料為不可壓縮的。在小變形條件下給出等效應(yīng)變與洛德參數(shù)的表達式。1-25某軋鋼廠在三機架連軋機列上生產(chǎn)h×b×l=1.92×500×100,000mm的A3帶鋼產(chǎn)品（見圖1-14），第1、3機架上的壓下率為20%，第2機架上為25%，若整個軋制過程中帶材的寬度b保持不變，試求帶鋼在該連軋機列上的總壓下量及每機架前后帶鋼的尺寸為多少？圖1-25三機架連軋機列示意圖第二章金屬塑性變形的物性方程2-1金屬塑性變形有哪些基本特點？2-2何謂屈服準(zhǔn)則？常用屈服準(zhǔn)則有哪兩種？試比較它們的同異點？2-3何謂加載準(zhǔn)則、加載路徑？它們對于塑性變形的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系有何影響？2-4塑性變形的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為何要用增量理論？2-5塑性變形的增量理論的主要論點有哪些？常用塑性變形增量理論有哪兩類？試比較它們的同異點？2-6何謂塑性勢？2-7平面應(yīng)變和軸對稱問題的應(yīng)變和應(yīng)力特點有哪些？2-8何謂變形抗力和變形抗力曲線？2-9影響金屬材料變形抗力的主要因素有哪些？2-10已知材料的真應(yīng)力真應(yīng)變曲線為，A為材料常數(shù)，n為硬化指數(shù)，試問簡單拉伸時該材料出現(xiàn)頸縮時的應(yīng)變量為多少？此時的真實應(yīng)力與強度的關(guān)系怎樣？2-11若變形體屈服時的應(yīng)力狀態(tài)為：MPa試分別按Mises和Tresca塑性條件計算該材料的屈服應(yīng)力及值，并分析差異大小。2-12兩端封閉的矩形薄壁管內(nèi)充入壓力為p的高壓液體。若材料的屈服應(yīng)力MPa，試按Mises塑性條件確定該管壁整個屈服時最小的p值為多少？（不考慮角上的影響）。（管材尺寸L×B×H，壁厚t）。2-13已知一外徑為30mm，壁厚為1.5mm，長為250mm二端封閉的金屬薄壁管，受到軸向拉伸載荷Q和內(nèi)壓力p的復(fù)合作用，加載過程保持。若該材料的MPa。試求當(dāng)=600MPa時，（1）等效應(yīng)變；（2）管材尺寸；（3）所需加的Q與p值大小。2-14若薄壁管的，按OBE、OCE和OAE三種路徑進行拉、扭加載（見題2-14圖），試求三種路徑到達E點的塑性應(yīng)變量為多少？2-15試證明單位體積的塑性應(yīng)變能增量2-16一薄壁圓管，平均半徑為R，壁厚為t，承受內(nèi)壓力作用，討論下列三種情形：（1）管的二端是自由的；（2）管的二端為固定的；（3）管的二端是封閉的。試問p多大時管子開始屈服？屈服條件為Mises準(zhǔn)則。2-17變形抗力的大小對加工生產(chǎn)有何種意義？對制品性能有何意義？題2-14圖題2-19圖2-18引入塑性勢的意義為何？2-19如圖所示，一薄板液壓脹形，液壓為p，球頂處的坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)由變形前的2.5mm變至3.0mm材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線為MPa，變形前板厚為1mm。變形后曲率半徑為100mm，求此時的脹形壓力。（提示：）第三章金屬塑性加工規(guī)律3-1何謂最小阻力定律？它的基本點是什么？3-2影響金屬塑性流動與變形的主要因素有哪些？3-3簡述研究變形分布的基本方法及原理。3-4變形不均勻產(chǎn)生的原因和后果是什么？3-5減少不均勻變形的主要措施有哪些？3-6簡述塑性加工工件殘余應(yīng)力的來源及減少或消除措施。3-7簡述研究殘余應(yīng)力的方法及原理。3-8鍛造、軋制、擠壓和拉拔加工中斷裂的主要形式有哪些？產(chǎn)生原因如何？3-9簡述金屬裂紋形成與長大的機理。3-10何謂塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度及有哪些影響因素。3-11簡述金屬的可加工性。3-12金屬試件鐓粗時的變形特點和附應(yīng)力之間有什么關(guān)系？3-13軋制厚板時與軋制薄板時的變形與附應(yīng)力各有哪些特點？3-14板材生產(chǎn)時，影響寬展的主要因素有哪些？3-15金屬擠壓時的變形特點是什么？其基本應(yīng)力狀態(tài)如何？3-16擠壓時付應(yīng)力產(chǎn)生的原因和分布特點是什么？3-17比較一下鐓粗，軋制、擠壓和拉伸時，金屬在變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力和變形規(guī)律。第四章金屬塑性加工的摩擦與潤滑4-1金屬塑性加工的接觸摩擦有哪些主要特點？對加工過程有何影響和作用？4-2金屬塑性加工的摩擦分類及其機理如何？4-3金屬塑性加工的主要摩擦定律是什么？4-4影響摩擦系數(shù)的主要因素有哪些？4-5簡述塑性加工接觸摩擦系數(shù)的測定方法及原理。4-6簡述塑性加工過程潤滑的目的及機理。4-7簡述塑性加工工藝潤滑劑選擇的基本原則。4-8壓力加工中所使用的潤滑劑有哪幾類？液體潤滑劑中的乳液為什么具有良好的潤滑作用？第五章金屬的塑性5-1何謂金屬的塑性？塑性高低如何度量？有哪些常用測定方法？5-2多晶體金屬塑性變形的主要特點和主機制有哪些？5-3改善金屬材料的工藝塑性有哪些途徑？怎樣才能獲得金屬材料的超塑性？5-4何謂超塑性？超塑性變形的基本特點有哪些？5-5細晶超塑性產(chǎn)生的基本條件是什么？它有何重要變形力學(xué)和組織結(jié)構(gòu)特點？5-6細晶超塑性的主要機制是什么？5-7m值的物理意義是什么？第六章塑性加工過程的組織性能變化與溫度－速度條件6-1何謂冷變形、熱變形和溫變形，它們在變形過程中，其組織性能變化的基本特點和規(guī)律如何？6-2何謂變形織構(gòu)，它對制品性能有何影響？6-3何謂塑性變形的熱力學(xué)條件？6-4何謂熱效應(yīng)與溫度效應(yīng)？它對塑性加工有何影響？6-5金屬塑性變形過程的溫度——速度規(guī)程應(yīng)如何確定？6-6何謂形變熱處理？它有哪些基本類型，其組織性能變化的特點如何？第七章金屬塑性加工變形力的工程法解析7-1工程法求解變形力的原理是什么？有何特點？7-2工程法的基本要點和基本假設(shè)有哪些？7-3工程法求解的基本步驟如何？7-4何謂多余應(yīng)變與多余功？鋁合金圓柱體平錘橫向鍛壓成斷面積相等7-5在鍛壓機上將φ50×500mm的LD2的方坯，若終鍛溫度（420℃）下的=40MPa，使用油基石墨作潤滑劑時的摩擦系數(shù)f=0.3，所需鍛壓力為多少？若不進行潤滑的鍛壓力又是多少？7-6試用工程法導(dǎo)出潤滑砧面平錘壓縮圓盤時的平均單位壓力公式。7-7不變薄拉深將t0=0.8mm的純鋁圓片生產(chǎn)內(nèi)徑φ10mm、深12mm的筒形件，問圓片的直徑應(yīng)為多少？若拉深時的壓力邊Q=200MPa，f1=f2=0.1,rd=5mm,=1.2mm，平均變形抗力MPa，試問拉深至h=8mm時的拉深力為多少？7-8某廠有1600噸鋁材熱擠壓機一臺，常用擠壓筒為φ170mm，鋁錠規(guī)格為φ162×450mm，為了保證擠壓制品的組織性能合格，最小擠壓比不得低于8；以及正常使用的擠壓機噸位為80%。試問當(dāng)不計擠壓?？锥◤綆Р糠值哪Σ磷枇r，該擠壓機用單孔模擠壓的最小和最大圓棒直徑為多少？計算時取MPa，。第八章滑移線理論及應(yīng)用8-1滑移線理論法基本原理是什么？有何特點？8-2何謂滑移線？它的力學(xué)特點是什么？8-3何謂漢蓋應(yīng)力方程，它的力學(xué)意義如何？8-4滑移線的主要幾何性質(zhì)有哪些？8-5滑移線的邊值問題有哪幾種。8-6已知塑性流動平面上一點的應(yīng)力狀態(tài)為：=-100MPa，=-180MPa，=30MPa，試?yán)脩?yīng)力摩爾圓確定、的大小和方向，以及、線及其走向。8-7如附圖所示的滑移線場，線為直線，線為同心圓弧線。已知pc=-90MPa,k=60MPa，試求：1）C點的、和值；2）E點的、和值；題8-7附圖8-8試?yán)L出附圖所示光滑模面情況板條反擠壓的滑移線場，并計算所需擠壓力？題8-8附圖（H/h=3）題8-9附圖8-9用滑移線場理論計算圓棒橫越向鍛造時，當(dāng)W/h=0.181和材料的k=150Mpa時，圓棒中心處的應(yīng)力值σx、σy為多少？8-10正八邊形的斷的型棒，進行橫向鍛造時，有兩種可能的滑移線場（見附圖），試問哪種是可行的，試分析之。題8-10附圖第九章功平衡法和上限法及其應(yīng)用9-1上限法的基本原理是什么？9-2何謂速度間斷線（或速度不連續(xù)），它具有哪些速度特性？9-3何謂速端圖？如何繪制速端圖？9-4上限法的基本能量方程包括哪幾項？各項的力學(xué)意義為什么？9-5上限法求解變形力有哪幾種基本方法，它們的基本要點是什么？9-6試指出附圖所示兩種Johnson上限模式的剛性三角形塊的劃分上的錯誤，并予以更正。題9-6圖9-7試比較板條平面應(yīng)變擠壓時，附圖所示兩種Johnson上限模式的上限解。題9-7圖9-8試?yán)L出附圖所示板條平面應(yīng)變拉拔時的速端圖，并標(biāo)明沿各速度不連續(xù)線的速度不連續(xù)量的位置，及計算出剛性三角形塊△BCD的