金属塑性成形原理闭卷考试(A卷)答案.doc

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1、一．填空题（每空1分，共20分）1、（多）比滑移系（少）。2、（{0001}）（3）。3、（大/高）。4、（降低）。5、（晶界滑移）。6、（温度效应）。7、（两向压缩一向拉伸）。8、（面力）。9、（单位体积形状改变的弹性位能/弹性形变能）。10、（以等倾线为轴线的圆柱面）。11、（加载）。12、（重合）。13、（普朗特-路埃斯（Prandtl-Reuss）理论）。14、()0。15、（方向顺时针旋转）。16、（）。17、（）。18、（相等）。 二、简答题（共23分）1、（5分）答：金属在较高温度下发生大的塑

2、性变形，可将此时的金属材料按理想刚塑性材料类型处理（2分），因为金属在较高温度下塑性变形，可以通过动态回复和动态再结晶来消除加工硬化，故可以认为是理想塑性材料（1.5分）。同时因为是发生大塑性变形，弹性变形可以相对塑性塑性变形可以忽略，可以认为是刚塑性材料（1.5分）。2、（5分）答：应变速率对金属塑性影响的一般趋势为：在较低的应变速率范围内提高应变速率时，由于温度效应所引起的塑性增加，小于其它机理所引起的塑性降低，所以最终表现为塑性降低（2分）。当应变速率较大时，由于温度效应更为显著，使得塑性基本不再随应

3、变速率的增加而降低（1分）。当应变速率更大时，则由于温度效应更大，其对塑性的有利影响超过其它机理对塑性的不利影响，因而使塑性回升（2分）。3、（4分）答：（1）提高材料成分和组织的均匀性（1分）。（2）合理选择变形温度和应变速率（1分）。（3）选择三向压缩性较强的变形方式（1分）。（4）减少变形的不均匀性（1分）。4、（3分）答：1）满足速度的边界条件，在位移边界Su上满足，其中为给定的真实速度（1分）。2）在变形体内保持连续性，不发生重叠和开裂（1分）。3）满足体积不变条件，（1分）。这样的速度场为动可容

4、（运动学许可的）速度场。5、（6分）答：该点的体积应变θ=（1.5分），塑性变形时，其八面体线应变=（1.5分），八面体切应变=（1.5分），等效应变=（1.5分）。三．（18分）解：(1)该点的应力单元体如下图所示（1分）(2)应力张量不变量如下：（1分）……（1分）（1分）故得应力状态方程为……（1分）解之得该应力状态的三个主应力为：（Mpa）……（2分）设主方向为，则主应力与主方向满足如下方程即，，解之则得……（2分），，解之得……（2分），，解之得……（2分）最大剪应力为……（1分），八面体正应力为

5、Mpa……（1分）八面体切应力为……（1分）应力偏张量为（1分），应力球张量为……（1分）四．（10分）解：（1.5分），（1.5分），（2分），沿壁厚为线性分布，在内表面，在外表面。圆筒内表面首先产生屈服，然后向外表面扩展，当外表面产生屈服时，整个圆筒就开始塑性变形。故应研究外表面屈服条件。按Mises屈服准则有：（2分），（1分），求出（2分）五．（17分）解：按左图建立坐标系和基元板块，对基元板块列平衡方程（径向平衡）（2分）因为，并略去二阶微量，则上式化简成（1分）为均匀镦粗变形，故；。最后得（1分

6、）按绝对值列简化屈服方程，因假定，故有；，得。（2分）当时，，故有（1分）。得（1分）。（2分）为工件外端()处的垂直压应力。该处为自由表面，，则（1分）；（1分）（1分），（1分）。据体积不变，（1分）。（1分），（1分）六．（12分）解：为刚性区,均匀应力场,B点在方向的应力与AC边受到的均布压力相同,也为刚性区,均匀应力场。B点和中心对称线上的O点在同一线上，在B点：（1分），（1分），按Tresca屈服准则（2分）在O点：（1分），（1分），（2分）按亨盖应力方程，B点和中心对称线上的O点在同一线上

7、，在同一线上有：（1分），单位流动压力（2分）单位流动压力（或单位挤压力）（1分）