材料成型专业考研历年真题

材料成型专业考研历年真题材料成型专业考研历年真题 材料成型专业考研历年真题03年攻读硕士学位研究生入学考试试题 卷 一一 问答与证明 5 10 50分 1 何谓金属的塑性及变形抗力 并分析温度和应力状态对两者的影响 2 塑性加工摩擦的特点及常见摩擦条件 试分析摩擦的利弊 3 试导出汉基应力方程 该方程有何意义 4 用拉伸和压缩试验绘制真实应力应变曲线各有 何缺陷 如何修正和避免 5 证明塑性变形时 变形体中正应变分量之和为零 二 计算与分析 5 20 100分 1230 试求3401 已知一点的应 力状态 ij 00 1 1 主应力 2 最大剪应力及最大剪应力平面上的正应力 3 等效应力 4 应力球张量 5 应力偏张量 2 已知两端封闭的薄壁圆筒 半径为r 厚度为t 受内压p及轴向 拉应力 的作用 试写出Mises和Tresca屈服条件 并画出屈服条件 图 3 简述塑性应力应变关系特点 写出增量理论和全量理论并讨论两 者异同点 4 粗糙平板间圆柱体镦粗的变形特点及端面上的应力 应变分布规 律 常见缺陷及预防工艺措施 5 无压边圆筒形件拉延时 凸缘部分为 平面应力状态 设板厚为t 且不考虑摩擦力影响 试用主应力法求出凸缘部分的径向应力 r和切向应力 并分析提 高质量的措施 卷二一 名词解释 每题3分 共27分 1 表面张 力和界面张力2 粗糙界面和光滑界面3 均匀形核与非自发形核4 联生结晶5 变质处理6 扩散脱氧7 热应力8 熔合比9 微观偏析 与宏观偏析二 简要回答以下问题 从以下10题中选做7题 每题9 分 1 简述凝固界面前沿液相中的温度梯度对纯金属长大方式的影 响 2 合金成分及温度梯度对铸件凝固方式 体积凝固或逐层凝固 的 影响 3 图1为平均成分为C0的长条铸件在几种不同凝固条件下从 左向右凝固后成分分布的情况 指出各成分分布曲线所对应的凝固 条件 4 低碳钢焊接热影响区由哪几部分组成 简述各区的组织与性能特 点 5 简述氢致裂纹的形成机理及延迟开裂特征 6 为什么酸性焊条一般采用锰铁作为脱氧剂 而碱性焊条采用多种 元素联合脱氧 7 采用焊前预热 为何能有效降低低合金高强钢的 焊接冷裂纹倾向 8 简述析出性气孔的形成机理及分布特征 9 简述熔渣的主要构成及在材料成形中的作用 10 简述缩松的形成机制及其影响因素 三 问答题 选做2题 每题30分 1 绘图说明 1 单相合金凝固时 成分过冷 的形成条件 2 当液相中只有扩展而无对流时的 成分过冷 判据 3分析G L V C0三因素对成分过冷的影响 2 说明正常单相合金铸件的宏观凝固组织特征并分析各晶区的形成 机理 3 形成凝固裂纹的主要因素有哪几个方面 如何防止结构钢焊缝中 的凝固裂纹 04年攻读硕士学位研究生入学考试试题 报考模具方 向考生仅作B卷 其他方向仅作A卷 A卷 一 简答题 共50分 1 液态金属的 表面张力 及其形成原因 6分 2 平衡分配系 数 及 偏析系数 6分 3 均质形核与非均质形核 6分 4 析出性气孔形成机理 6分 5 焊接凝固的 联生结晶 与 择优 生长 6分 6 长渣 与 短渣 8分 7 正偏析与逆偏析 6分 8 集中缩孔的形成条件及原因 6分 二 分析及问答题1 设合金在 固相无扩散 液相为有限扩散 的条件下从左到右进 行凝固 请画出以下两图中的溶质分布情况 12分 1 固 液两相的溶质分布曲线 左图 2 凝固结束后整个固相中的溶质分布曲线 右图 注意在左图以 算式标出开始凝固的固相浓度 液固界面上液相浓度2 公式 Hm Hm中 为Jackson因子 Sm为熔融熵 为晶体 Tm Tm表面的 原子配位数 为晶体内部的原子配位数 请回答下面问题 共20分 1 某物质 2 液 固界面固相一侧的微观界面结构的类型及其特征如何 该物质微观 生长方式及其特征又如何 8分 2 从热力学角度 物质的熔融熵高低与上述界面结构有何关系 4分 3 从晶体学角度 晶面指数 低指数面为密排面 与上述微观界 面结构有何关系 4分 4 对 2的物质 过冷度对晶体的微观生长方式有何影响 为什 么 4分 3 根据成分过冷判别式 在 固相无扩散 液相为有 限扩散 条件下 讨论溶质原始含量C 0 晶体生长速度R 界面前沿液相中的温度梯度GL对成分过冷程度 的影响 并以图示及文字描述他们对结晶形貌的影响 4 从 型壁晶粒脱落 观点分析铸件内部等轴晶的形成机理及影响 因素 12分 5 在一定温度下 熔渣中 FeO 与液态钢中 FeO 的平衡 浓度符合分配定律 FeO L FeO 请回答 16分 1 温度及碱度对熔渣的氧化性影响规律和原因 6分 2 有人认为碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条高 对否 为什么 5分 3 焊接熔池的扩散脱氧 熔渣的性质对脱氧效果有何影响 为什 么 5分 6 分析氢致裂纹的特征和机理 为什么焊前预热与立即后热可以有效地防止氢致裂纹倾向 20分 B卷 一 问答与证明 50分 1 何谓金属的塑性与变形抗力 举例分析 提高金属塑性和降低变形抗力的工艺措施 2 画出理想钢塑性 弹塑性曲线硬化的真实应力 应变曲线 并写出其方程 3 什么叫最小阻力 举例分析最小阻力 定律在塑性成形流动控制中的应用 4 试导出汉基应力方程 该方程有何意义 5 证明平面变形的应 力状态等于纯切叠加球张量 二 计算与分析 100分 704 Mpa试求0101 已知 ij 401 1 主应力 2 最大切应力及面上正应力 3 应力球张量 4 主应变增量之比 5 Mises屈服应力2画出平面应力状态Tresca和Mises屈服准则的 屈服轨迹 标出各点应力大小 并分析两准则的误差原因 3 简述 塑性应力应变关系特点 写出增量理论和全量理论 并讨论两者异 同点 4 已知两端封闭的长薄壁管 半径r 壁厚t 受内压p作用而引起 塑性变形 材料各向同性 忽略弹性变形 试问周向 轴向和径向 应变增量之间的比值 5 已知一特长矩形板 宽a 高h 长L L a 设整个接触面上 0 5S S为真实流动应力 求矩形板镦粗时的单位流动压力p 并 画出接触面上的切应力 正应力分布 05年攻读硕士学位研究生入学考试试题 一 判断题 每题2分 1 金属的塑性是指金属在外力的作用下发生变形而不破坏其完整性 的能力 2 多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶界变形 其中 晶内变形的 方式是滑移 3 材料的变形抗力等于材料在该变形条件下的真实应力 4 应力球张量不能使物体产生塑性变形 因而材料的塑性变形是由 应力偏张量引起的 5 所谓冷变形是指在生产中不需要加热的变形 6 平面应力一定产生平面应变 7 附加应力产生于变形之中 而残余应力产生于变形之后 8 在塑性变形过程中 质点在某一瞬间的应力状态一般对应于该瞬 间时的应变 9 对数应变反映了瞬间的变形 因而能真实地反映塑性变形过程 10 轴对称应力状态是指物体的几何形状为旋转体时物体内质点所 处的应力状态 11 物体中某一点产生了位移 并不等于该物体产生了应变 12 对于理想塑性材料 若主应力空间中一点的应力状态矢量的端 点p位于屈服表面 则该端点处于塑性状态 13 塑性变形时 应变增量张量就是应变增量偏张量 即d ij d ij 14 圆环试样在平砧间进行压缩时 外径与内径随着摩擦系数的增 加而不断增加 15 真实应力 应变曲线与条件应力 应变曲线在式样拉伸产生缩颈以前是相同的 二 简答题 每题8分 1 产生加工硬化的原因是什么 它对金属的塑性和塑性加工有何影 响 2 应力状态对金属的塑性有何影响 并分析原因 3 真实应力 应变和条件应力 应变之间有何关系 4 表述最小阻力定律 并试举两例说明如何通过调整阻力来控制金 属的流动 三 按要求完成下列各试题 每题8分 1 试说明平面塑性应变状态下的应力状态是纯切应力状态叠加一个 应力球张量 2 试说明 对于理想塑性材料 处于主应力空间中符合Mises屈服 准则的屈服表面的圆柱截面半径为2s 3 111 求主应变增量的比 1113 某一简单加载时的应力状态为 ij 111 4 试判断下面两个应力张量是否属于同意应力状态 ija 4000 301 00 10300 0200ijb 000 000 四 试用应力莫尔圆分析镦粗及挤压同属于三向应力状态 为什么 产生不同类型的应变 五 已知以下应力状态 ija 10 100 10 100 10 xx 10100i jb 1010 020 0 0 试求主应力 主切应力 应力球张量及应 力偏张量 并比较两种状态下工艺塑性的高低 22分 六 如图所示 用平底摸正挤压板料 挤压比H h 2 不计接触面上 的摩擦 平面应变正挤时 1 标出 滑移线 2 试用滑移线法求单位挤压力p 22分 06年攻读硕士学位研究生入学开始试题 一 判断题 1 常温下金属塑性变形的主要方式是位错滑移 因此 金属晶体内 的位错密度越高 其塑性越好 2 变形抗力取决于材料在具体变形条件下的流动应力 3 碳钢的塑性随着随着温度的升高而增加 4 静水压力不能使材料产生塑性变形 故不影响材料的塑性性能 5 金属塑性成形工艺可分为体积成形和板料成型两大类 其中 板 料成型属于平面应变问题 6 单向拉伸的应力 应变曲线在颈缩失稳点之后仍然是上升的 这表明颈缩失稳是是由 于几何弱化而引起的结构失稳 并不是真正的材料失稳 7 简单加载条件下的应力主轴与应变主轴重合 此时 可采用全量 形式的本构方程求解塑性变形问题 8 相比于Mises屈服准则 Tresca屈服准则没有考虑中间主应力对 质点塑性状态的影响 因此 9 板料的弯曲回弹是由残余应力引起的 10 轴对称问题中 子午面上既没有剪应力也没有剪应变 二 简答题 1 变形速度对金属塑性成形工艺的影响包括哪些方面 2 简述加工硬化的物理机制及其在塑性成形中的利弊 3 何谓最小阻力定律 在体积成形和板料成型中各举一例说明其在 塑性成形工艺分析中的应用 4 简述平面应变问题滑移线场的主要特性 5 真实应力 应变和条件应力 应变之间的关系 6 请分别说明应力球张量和应力偏张量在材料弹塑性变形中的作用 三 证明题 1 平面塑性变形时 中间主应力在数值上等于平均应力 2 设S 1 S 2 S3分别为三个主应力的偏量 试证明用应力偏量表示Mises屈服 条件时 其形式为322s1 s2 s s23 2 四 已知一两端封闭的长薄壁圆筒 半径为r 壁厚为t 受内压p作 用而引起塑性变形 材料各向同性 忽略弹性形变 求周向 径向 和轴向应变增量的比值 五 已知变形体内某点的应力张量为0 a a ij 0 a0 a a0 试求主应力 主切应力 应力球张量 及应力偏张量 并画出该点 的应力莫尔圆 六 在平跕上镦粗长矩形截面的钢坯 其宽度为a 高度为h 长度l a 假设接触面满足常摩擦条件 试用主应力法推导单位变形力p 的表达式 07年攻读硕士学位研究生入学考试试题 一 判断题 每题2分 1 塑性变形时 通过改变应力状态 增加变形时的静水压力 可以 提高金属的塑性 2 材料的变形抗力等于材料在该变形条件下的真实应力 3 对数应变反映了瞬时的变形 因而能真实地反映塑性变形过程 4 平面上任一点的应力矢量均表示球张量 5 真实应力 应变曲线与条件应力 应变曲线在试样拉伸产生缩颈以前是完全相同的 6 塑性变形时 应变增量张量就是应变增量张量 即d ij d ij 7 塑性变形时 变形体的各质点将向着阻力最小的方向移动 8 塑性变形只有一压二拉 一拉二压 一拉一压三种应变类型 9 在塑性变形过程中 质点在某一瞬间的应力状态一般对应于该瞬 时的应变 10 圆环试样在平砧间进行压缩时 外径与内径随着摩擦系数的增 加而不断增大 二 简答题 每题8分 1 为什么细化晶粒可以提高材料的综合机械性能 2 产生加工硬化的原因是什么 简述其在塑性成形中的利弊 3 平面应变状态的应力和应变各有什么特点 4 附加应力是如何产生的 对金属的塑性变形有哪些不良影响 5 塑性成形中摩擦产生的机理有哪些 为什么接触表面越光滑 摩 擦力不下降反而升高 6 主应力法的求解要点是什么 三 按要求完成下列各试题 每题7分 1 试比较两种不同的应力状态下工艺塑性的高低 ija00 00 20 40 0 0 200 400ijb 0 50 0 70 0 0 600 930 390 0120ijb 000 000 2 试判别下面两个应力张量是否属于同一应力状态 ija 3 试求如下两种情况下主应变增量的比值a 单向应力状态 1 s b 纯剪切应力状态 s s3 4 如已知材料的真实应力 应变曲线为Y B n 试证明硬化指数n就是失稳点处的应变 b 5 试判别下面两个应力状态使材料处于弹性状态还是处于塑性状态 4 s 0 00 5 s00 s 00 Mpa bji 5 s 00 1 5 s00 ija 0 Mpa 1 5 s 6 对于同一种材料 试用Mises屈服曲面说明为什么具有相同的变 形类型却存在不同的应力状态 四 已知一点的应力张量为0 10 10 Mpa ij 0 100 10 1 00 1 画出该点的应力单元体 2分 2 求出该点的应力张量不变量 主应力 主切应力 最大切应 力 等效应力 应力偏张量和应力球张量 15分 3 画出该点的应力莫尔圆 3分 五 如图所示 光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料 设冲头宽度为2b 长为l 且l 2b 1 标出 滑移线 5分 2 试用滑移线法求极限载荷F 15分 08年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 一 名词解释1结构起伏2逐层凝固3伪共晶4孕育处理5微观偏析6真 实应力7加工硬化8增量理论9滑移线 二 填空题1液态金属结晶过程中 随着过冷度的增大 临界晶核半 径 形核功 形核率 2Jakson因子a可以作为固 液微观界面的判据 凡是a 2的晶体 其生长界面为 凡是a 5 的晶体 其生长界面为 3随合金凝固温度区间大小的不同和 的变化 铸件的凝固方式有 和 三种不同的形式 4根据分子理论 把熔渣的碱度B定义为 当B 1时 为 性渣 当B 1时为 性渣 5在焊接熔渣中 随着温度的升高 粘度 的熔渣称为长渣 而随 着温度的升高 粘度 的渣称为短渣 6根据气体不同 铸件中的气孔分为 气孔 气孔 和 气 孔 7影响低合金高强钢产生裂纹的三个主要的因素分别是 8平面的方程为 平面上任一点的应力矢量均表示 9当变形体的质点有可能沿不同的方向移动时 则物体各质点将向着 的方向移动 该定律在镦粗中也称为 法则 10塑性变形时 根据坯料与工具表面之间的润滑状态的不同 将摩 擦分为三类 11塑性应力应变关系与 或加载的 历史有关 一般只能建立应力与应变增量之间的关系 仅在 下 应力主轴与应变主轴重合 才可以建立全量关系 12使切应力达到极大值的平面称为 平面 主切应力中绝对值最 大的一个称为 13为了真实地反映瞬时的塑性变形过程 一般用 来表示塑性变形的程度 也称为 三 简单题 1 试述液态金属充型能力的含义 影响液态金属充型能力的因素有 哪些 2 下图是在一个半径为20mm的长圆柱形铸件中从表面到中心测得的 动态凝固曲线 试绘出当凝固时间为2 5min时刻 铸件截面上从表 面到中心的固相 液 固相三个区的结构 并指出该铸件的凝固方式 该铸件的凝固时间 大约为多少 3 写出K0 1时 在固相中无扩散而液相中只有扩散的条件下 合金 凝固过程中出现成分过冷的判据 并简要分析生长速度 液相中溶 质扩散系数和溶质平衡分配系数对成分过冷大小的影响 4 简述扩散脱氧的原理和方法 熔渣的性质对扩散脱氧有何影响 5 应力偏张量和应力球张量的物理意义是什么 6 试比较两种不同形式的镦粗的工艺塑性高低00 0 20 400 ij装软金属套镦粗 0 400 ij自由镦粗 0 400 0 70 0 70 0 0 7 试说明平面塑性应变状态下的应力状态是纯切应力状态叠加一个 应力球张量 8 理想塑性材料两个常用的屈服准则的物理意义是什么 中间主应 力对屈服准则有何影响 四 问答题 1 试分析如下图所示两种铸造的宏观组织 1 指出 a b 分别是属于哪种晶体组织 并试述这两种组 织的性能特点 2 简述使铸件获得 b 种组织的措施 注图见材料成型原理 刘全坤 p106图5 2a d 2 在平砧上镦粗矩形截面的钢坯 其宽度为a 高度为h 长度为l a 若要接触面上的摩擦条件符合库伦摩擦定律 试用主应力法推导 单位流动压力p的表达式 15分 09年攻读硕士学位研究生入学考试试卷