塑性常考题型.docx

1，材料加工的方法：铸造、焊接、气割、烧结、电解加工、电镀、电铸、塑性加工、冲裁、剪切、切削加工、研磨加工。2，材料的可加工性主要体现在：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能。3，加工材料时主要考虑哪些因素？ 使用性能：高强、高韧、耐蚀等；工艺性能：轧、挤、拉、锻、焊等；环保性能：放射性、毒气、“三废”等；经济性：成本、性价比等。4，塑性加工的目的：通过工具对金属坯料施加外力，产生满足一定的几何形状及尺寸、精度，一定的使用性能的塑性变形。5，塑性加工涉及的理论问题：力学：连续介质力学，晶体力学；材料学：塑性变形组织控制，织构控制；摩擦学：干摩擦、湿摩擦、辩解摩擦、混合摩擦+润滑。6，塑性加工的方法有哪些，各自有何特点？锻造：锻件韧性好，纤维组织合理，不能直接锻制成形状复杂的零件，锻件的尺寸精度不够高。具体分为自由锻，模锻，特种锻造。自由锻特点：方便、灵活、工装简单，工件变形抗力小，应用于：试制、修理、单件、小批、大型件。模锻：采用专用锻模，生产率及锻件精度较高，一般处于三向应力状态，有利于塑性较差材料的成行，材料的变形抗力较大，设备吨位要求较高，主要用于中小锻件的批量生产。特种锻造：辊锻，坯料在一对装有转向相反的锻辊间变形，磨具做旋转运动，只有扇形模一部分工作，采用短坯料。摆动辗压：变形力小，能耗低，只有一般锻造变形力的1/51/20，上下接触面上的压力分布不同，上大下小。冲压：包括拉伸，胀形，冲裁，利用模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，一般在室温下进行，也叫冷冲压。挤压：课件上面有。拉拔、轧制参考课件。7，什么是晶体、晶格、晶胞、单晶体、多晶体？晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性在空间排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的固体。晶格即金属及合金的晶体结构。晶胞，最小的多面体晶格结构。单晶体，整个晶体的原子全都是按照一定的方向和顺序排列，也成晶粒。多晶体：多个单晶体混乱地结合在一起，各个单晶体的位相不一样。8，微观上看弹性变形和塑性变形是怎样发生的？弹性变形：对于单晶体，正应力使晶格发生拉伸，产生弹性变形，切应力小与临界切应力时，发生弹性歪斜；对于多晶体？塑性变形：对于单晶体，滑移和位错。对于多晶体，参考课件多晶体的变形。9，宏观上看弹性变形和塑性变形有何不同？弹性变形在外力去掉后能恢复原来形状，且应力和应变之间具有单一的对应关系；塑性变形在外力去点后，部分变形消失，仍有一部分变形被永久保留下来，且应力和应变之间不具有单一的对应关系。10，作用在晶面上的正应力和切应力产生的变形有何不同？正应力使晶格发生拉伸，具体参考课件；切应力使晶格发生弹性歪扭，具体参考课件。11，为何弹性变形会引起体积改变而塑性变形却不会？ 弹性变形是由于内部的晶粒原子的伸长，距离的改变。原子间距离的变化必然导致晶粒空间的增大，宏观上表现为体积的增加。然而，弹性变形由于是会恢复的，因而这种体积变化并不会持续长久。塑性变形是由于位错（位错：由一部分晶粒传到另一部分晶粒，大量位错的结果是出现明显的塑性变形）。通俗地讲，位错就是一部分原子取代了另一部分的原子的位置，可以说这种占据位置的行为是超过了弹性极限的破坏性行为，因而不会还原。这种占据与弹性变形中的原子距离改变有着本质的区别，因而并不改变体积。体积的改变已经在塑性变形之前的弹性变形改变了。12，晶体沿晶面的整体滑移有何特点？晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生整体的滑动位移。13，如何用位错理论解释塑性变形？位错是晶体中原子排列存在的线性缺陷，在冷加工作用下，位错会产生新的位错，滑移时仅位错中心的少数原子发生移动，移动距离远小于一个原子间距，故所需临界切应力小，晶体中存在大量位错，在外力作用下，大量原子发生移动，在宏观上表现为晶体的塑性变形。14，单晶体与多晶体的变形有何不同？参考课件2.115，如何说明塑性加工中应力与应变之间的关系与加载历史有关？课件2.2 材料在进入塑性状态之后，应力与应变关系的重要特点是非线性和不唯一性，应变不能由应力唯一确定，应力也不能由应变唯一确定。塑性应力应变关系的不唯一性实质上是由塑性变形的不可逆性引起的，它使得材料在塑性状态下加载和卸载服从不同的规律。因此，如果不指明加载历史或变形历史是无法由应力确定应变或由应变确定应力的。也就是说，固体塑性区内一点的应变状态不仅与其最终的应力状态有关，而且还依赖于加载历史。这实际上就是塑性本构关系和弹性本构关系的根本区别。16，金属材料的破坏、塑性、脆性、柔软性的含义是什么？参考课件2.217，金属的强度、硬度、韧性、塑性及之间有什么样的关系？ 柔软性参考课件2.3之前一页。 脆性相对塑性而言，一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。即材料抗拉强度低于屈服强度下，材料呈现脆性。塑性指的是材料发生永久变形的能力，一般用延伸率和断面收缩率表征。从工程角度讲，特定材料的强度一般指材料的屈服强度。总体上材料的强度越高，抵抗塑性变形能力越强，硬度越高，在特定条件下存在一定的线性关系。材料强度越高，塑性一般较差。韧性是体现材料强度与塑性的一个综合指标，韧性好的材料有着较高的强度和较好的的塑性，可以认为是有着较高的屈服强度的同时又有较高的延展性。18，材料的塑性如何测量和表示？参考课件2.219，变形时的温度、速度对塑性加工会有何影响？参考课件第二章最后几页。20，为什么塑性加工不仅可以改变金属的形状，还可以改变其性能？经过塑性加工可以使金属的结构致密、粗晶破碎细化和均匀，从而使性能提高。此外，塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。再参考课件第二章关于回复再结晶。21，冷热两种塑性加工的区别是什么，各自有何特点和适用范围？参考课件2.322，塑性加工的方法主要有哪些，有何特点？同第6题。老师迷糊了。再结晶温度及其作用再结晶就是：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。其中，开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。常用的再结晶温度是指塑性变形度达到70%的材料在保温60min内，再结晶程度达到95%以上的最低温度。23，塑性加工的外力有哪些类型？课件3.1.124，什么是内力、应力？如何才能知道应力的大小？课件3.1.125，一点的应力大小如何评价？一点的应力矢量的集合称作该点的应力状态，可以用应力张量（见课件）来表示。为了使不同应力状态下的强度效应能相互比较，可以引入等效应力的概念。公式见书。26，什么是全应力、正应力、剪应力、主应力？主应力大小及方向如何确定？ 某一应力面上的全应力为该面上正应力与切应力的平方和的算术平方根。一个点在某个截面上的应力分解为垂直截面方向为正应力；平行截面方向为剪应力。主应力是指在研究一个点的应力状态时，假象一个无限小的立方体，当六个面只有正应力没有剪应力时，这三对正应力称为主应力。27，何谓应力特征方程、应力不变量？见课件3.1.3或者弹性与塑性力学简明教程P23I1反映变形体体积改变的剧烈程度，I2反映变形体形状改变的剧烈程度，I3反映塑性变形的类型。（可写可不写）28，应力张量如何分解，分解有何意义？见课件3.1.429，平衡微分方程是怎样推导出来的？对材料的性质或特性有何要求？见课件3.1.23033手写。34，什么是位移、应变？位移：由初位置到末位置的有向线段。其大小与路径无关，方向由起点指向终点。它是一个有大小和方向的物理量，即矢量。应变：物体内任一点（单元体）因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。与点的正应力和切应力(见应力)相对应，应变分为线应变和角应变。再结合课件3.2.1。35，工程应变和真应变有哪些区别和联系？见课件3.2.136，什么是应变张量、张量不变量？应变张量分解的方法和意义？课件3.2.1最后和3.2.137，应变主轴、应变主方向及与应力主轴及主应力方向的关系见课件3.1.3第一页和3.2.2第一页，第三章P64页。38，几何方程是根据什么条件导出的？连续性假定和小变形假定。参考课件第三章的3438页。39，变形协调方程的有何数学、物理含义？几何方程表明，6个应变分量是通过3个位移分量表示的，因此6个应变分量之间存在着必然的联系。从几何上讲，若某一初始连续的物体按给定的应变状态变形时，能始终保持连续，既不开裂，又不重叠（即位移连续），则所给的的应变是协调的，满足应变协调方程，从数学上说，变形协调方程是由几何方程积分出单值连续位移场的必要条件。40，什么是物理方程（本构方程，物性方程），弹性阶段的物理方程是怎样的？描述应力与应变关系的方程。课件第三章60页41，金属的应力与应变关系怎样才能得到，实际应用时一般怎样简化？通过拉伸试验，见课件第三章55页。简化见课件第三章56页。42，材料在弹塑性阶段的物理方程有哪些理论，区别是什么？全量理论，增量理论，见课件第三章6674页。43，什么是应变全量、应变增量？应变全量见课件第三章66页，应变增量：增量应变是指递进变形过程各个小阶段在已发生的有限应变基础上新增的应变。亦即在变形历史的某一瞬间正在发生的应变。见课件第三章68页44，增量理论的主要论点有哪些？两种增量理论的区别有哪些？课件3.3.445，进入塑性阶段后，应力和应变不再一一对应，这是为什么？进入塑性阶段以后，由于加载和卸载的规律不同，对应于同一个应力状态，如果加载历史不同，所对应的应变也会不同。参考15题。46，材料力学的强度理论哪些适合塑性加工、哪些不适合，为什么？参考课件第三章77页。47，屈服条件是如何得到的？常见的两个屈服条件有何差别？参考课件第三章79页。参考课件第三章93页以下图片仅供参考：48，什么应力状态下两个屈服条件一致？什么状态下差别最大？参考课件第三章95页。纯剪切状态下，差别最大。49，等效应力的含义是什么？有什么用途？为了使不同应力状态下的强度效应能相互比较，可以引入等效应力的概念。公式见书。50，金属发生强化后，屈服曲面会有变化吗？对于理想弹塑性材料，后继屈服面和初始屈服面的重合的，对于强化材料，二者不重合，后继屈服面随着塑性变形的大小和历史是不短变化的，它反映了材料的强化行为。51，如何通过实验验证屈服条件？参考课件3.4.652，如何用应力张量不变量表示Mises屈服条件？课件第三章88页53手写54，什么是应力空间？在应力空间中，屈服曲面是什么样子的？金属强化前后的屈服曲面有何变化？课件第三章80页，81页。101页55，求解塑性加工问题时，一般采用哪些简化和假设，道理是什么？课件第四章811页56，在板条墩粗问题的求解过程中，都采用了哪些方法？课件第四章2230页。57，关于板条墩粗的解析解是否合理，为什么？课件第四章30页以后。58，对圆柱体进行墩粗时，其内部的变形是否均匀，差别有哪些？求助59，塑性加工的接触摩擦有哪些特点？对加工过程有何影响和作用？课件5.160，塑性加工中的摩擦机理是什么？摩擦类型有哪些？课件5.1.161，为什么在塑性加工中存在不同的摩擦形式？ 金属塑性加工时承受较高的单位压力，通常达500MPa左右，冷挤压时单位压力可达2500MPa，因此工具和工件之间的摩擦是在高压下产生的，压力越高，润滑就越困难。而且很多塑性加工又是在高温下进行的，例如钢的锻造和热轧的温度一般为8001200，在这样的高温下，金属的组织和性能要发生变化，表面也产生强烈的氧化、粘着等。这些改变了工具和工件之间的摩擦条件，给润滑也带来很大影响。另外，塑性加工时常常由于变形产生新