金属塑性成形原理闭卷考试(A卷)答案.doc

金属塑性成形原理闭卷考试A卷答案一 填空题（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、（ 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（运动学许可的）速度场。5、（6分）答：该点的体积应变=（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 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）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