东北大学材料成型力学学年期末考试试题.doc

1、、简答题（每题 10分，共50 分）工程变形为不可比变1什么叫对数变形？什么叫工程变形？举例说明对数变形为可比变形, 形？21。1。e3f1e3l0,21。3 InIn 23l0I。2lo0,5不可比2lo1 oInIn 2可比2lo变形的终了尺寸比上原始尺寸，取自然对数，为对数变形。 绝对变形量比上原始尺寸，称为工程变形。2边界条件有哪几类？试写出直角坐标系下应力边界条件方程？并以求和约定形式给出其 简单形式？自由表面；工件与工具的接触表面；变形区与非变形区的分界面。4分PxSxxIyxmzxnPySIyxy1ymzynPzSzxzIyzmznPiijnjnj I ,m, n3试写出主状态下

2、密塞斯塑形条件表达式？给出其简化形式？并指出在什么条件下密塞斯塑形条件与屈雷斯卡塑性条件完全一致，为什么?2 212236k2 2 S轴对称变形状态下，两者完全一致，因为1 所以2分2分2分4分(2)8word文档可编辑4试说明工程法的基本思想是什么？其简化条件都有哪些？是如何简化的？答：1）静力平衡条件（力平衡微分方程）与非平衡条件（塑形条件）联立求解是工程法的基本思想2分2）屈服准则的简化 ；力平衡微分方程的简化；接触表面摩擦规律的简化；变形区几何形状的简化；其他假设；4分分布；3）假定基础面是主平面或剪应力最大作用面；正应力沿纵向均匀分布，切应力沿纵向线性y f mk；用直线代替曲线；s

3、in ;cos 15试绘图（曲线）说明厚件带外端的矩形件平面变形压缩，其变形力随行程的变化趋势是什么？并给出原因？答：变形力随行程的变化趋势如图所示：4分其原因为：矩形件压缩，外边界的影响包括外摩擦 与外端两部分；2分后件带外端工件压缩，外端影响是主要的，外摩擦 的影响甚至可以忽略；2分随变形的进行，外端越来越小，剪切功越来越少，表现为外力下降。2分二、（10分）如图所示坐标系下，标出正应力, 并画出两个应力状态图中的剪应力正方向，并据此说明剪应力正方向的规定有何意义？答:x保证应力状态的唯一性三、（计算10分）已知某点应力状态张量，如图所示, 求1）2）主应力状态张量？求最大剪应力、 八面体

4、正应力？并在主应力状态图中 绘出其作用面，1010、22分10、2 0 00003）并说明若变形会发生何种变形？。20解:（1）所以1020 0 00 0 00 0 1013(3)1020 0 00 0 00 0 105010101040所以变形状态为一向拉应变，两向压应变四、（计算10分）在 500mm轧机上冷轧钢带，已知H 1mm, h 0.6mm, B 500mm, s 600MPa0.08, f 300MPa, b 200MPalRh .250xfl0.08 10h0.8xp.e1 e 1Kx，试用斯通公式计算轧制力。 解：P K15厂0.4 10mm11.7丿 f) B l21.7

5、(693 250) 5002分2分4分104518.6KN2 分其滑移线场如图所示：滑移线是直线族，滑移线曰_. 是族同心圆，pc90MPa,k 60MPa，试求 c点和D点的应力状态。解：因为3Pc 90MPa, c4xcpc ksin2 c 30MPa所以ycp ksin 2 c150MPa五、（10分）假定某一工件的压缩过程是平面塑性变形,kcos2 c 0又因为Pb2k b Pd 2k d,Pd90 204分11D12xycxd 12020所以yD30 202分xyc30 3word文档可编辑六、（10 分）光滑平冲头压缩半无限体， 如图所示,试以三角形速度场求解：（1）设定运动许可速

6、度场及速端图(2)计算上界功率各项225 2為tan/?0 1f 4? 1Wn=A(4+-二)tantf 22=(+ tan 0(3)上界功率最小化x tan ,dJdx0 x ta n或54o42J minklvg-4 cos2Z =Jt|Avf|AA = hut.DE+ A%. 2% L最小上界功率等于外力功率klvo (ILP2k一、简答题（每题 10分，共50分）1什么叫对数变形？什么叫工程变形？举例说明对数变形为可加变形, 形？变形的终了尺寸比上原始尺寸，取自然对数，为对数变形。 绝对变形量比上原始尺寸，称为工程变形。工程变形为不可加变l1 1010es2 l 2 ll e3li23

7、不可加In12匚3 1n11111 21n 比 1n111011ln10可加-塑体。2 什么叫刚-塑体模型？为什么材料成形力学的研究对象均是刚当取平均变形程度时，其所对应的材料的抗力值取平均抗力值，相当于没有硬化，故抗力值不变4分3试以质点的位移速度与应变速率的关系写出平面变形几何方程的增量形式?1 r d(vx)d(Vy)x10分4试写出主状态下密塞斯塑形条件表达式？给出其简化形式？并指出在什么条件下密塞斯塑形条件与屈雷斯卡塑性条件完全一:致，为什么?221 22313轴对称变形状态下，两者完全一致，因为2L d 123 d12 2 2316k2 s2分s2分2分所以13s4分5什么叫运动许

8、可条件？什么叫静力许可条件？它们之间有何物理关系?静力许可应力场：静力平衡方程、塑性条件、应力边界条件4分运动许可速度场：几何方程、体积不变条件、位移（或速度）边界条件4分它们之间满足虚功原理2分二、（10分）如图所示坐标系下，标出正应力, 并画出两个应力状态图中的剪应力正方向，并据此说明剪应力正方向的规定有何意义？答:保证应力状态的唯一性三、（计算10分）已知某点应力状态张量，如图所示, 求1）主应力状态张量？x2）求最大剪应力、八面体正应力？并在主应力状态图中绘出其作用面,0100T10000003）并说明若变形会发生何种变形？。解:（1）1010所以1010(2)1310,2(3)因为所

9、以变形状态为平面变形四、（计算10分）在 400mm轧机上冷轧钢带，已知0.075, f 300MPa, b 200MPaH 1mm, h 0.5mm, B 500mm, s 600MPa，试用斯通公式计算轧制力。解:l . R h 、200 0.5 10mmx ft .075 101h 0.751.7P火（115厂亍）Bl1.7 (693 250) 500 10 4518.6KN六、（10 分）光滑平冲头压缩半无限体,如图所示,五、（10分）试以平面变形为例，证明虚功原理B (PxVxPyVy)dSF(x xy y2 xy xy)dF并说明其成立条件是什么？证明:F (x &y &2 xy&y)dFFVxx xdFxFVy ydFyfVyxyxVx ydF2分F(XVx)x(yvy) dFyF Vyxvy )(xyVx)dFyF (VxxVyVyFxyxyVxxyx)dFyB(xVx cosyVy sinxy Vy COSxyVxSin )dS4分B(xCOSxySin )Vx(xy COSy sin )VydSB (PxVxPyVy)dS4分只要应力场是静力许可的，速度场是运动许可的，上述关系就成立。解：（1 ）设定运动许可速度场及速端图(2)计算上界功率各项A% A% A 怙lbc=ac=ad=de