金属塑形作业题答案

1、百度文库一、填空题（括号内为参考答案）1、板料冲压成形的主要工序有冲裁、弯曲、拉 深、（起伏、胀形、翻边）等。2、衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。3、金属单晶体变形的两种主要方式有滑移和李晶。4、金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孚生、晶界滑移和 扩散蠕变 等。5、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有连续性假设、均匀性假设、初应力为零、体积力为零、各向同性假设、体积不变假设。6、金属塑性成形方法主要有拉拔、挤压、锻造、拉深、弯曲等（冲孔、落料、翻边、）7、金属的超塑性可分为 微细晶粒（恒温） 超塑性和 相变（变态） 超塑性两大类。 TOC o 1-5 h z

2、8、金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和李生。9、影响金属塑性的主要因素有：化学成分 ,组织状态,变形温度,应变速率,支 形力学条件。10、平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力仪=（ox + oy） /2 = om。11、主应力法的实质是将 平衡微分方程 和 屈服方程 联立求解。二、判断题1、促使材料发生塑性变形的外力卸除后，材料发生的塑性变形和弹性变形都将保留下来，成为永久变形。（F ）2、为了消除加工硬化、减小变形抗力，拉拔成形时应该将坯料加热到再结晶温度以上。金属材料在塑性变形时，变形前与变形后的体积发生变化。（F ）3、弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比（ T Y4

3、、理想塑性材料在发生塑性变形时不产生硬化，这种材料在中性载荷时不可产生塑性变形。（F ）5、由于主应力图有九种类型，所以主应变图也有九种类型。/（ F ）6、八面体平面的方向余弦为l=m=n=1/0,2=0,3（13）/ 2时，20,应变状态为10,20,30,属于压缩类变形。/当2（13）/ 2时，20,20,30属拉伸类应变；J3=0属于平面 %/应变；J30属压缩类应变。6、拉深变形时，为何需要设置压边圈？/答：防止起皱。拉深时凸缘区易产生切向压应力，较大切向压应力易使板料失去稳定，产生波浪状起伏。7、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有哪些？二一yx0二一yx0 x y8、请写出平面应

4、变状态下的应力平衡微分方程表达式。百度文库9、等效应力有什么特点？答：等效应力是一不变量；在数值上等于单向均匀拉伸（压缩）时的拉伸（压缩）应力;等效应力并不代表某一实际平面的应力；、等效应力可理解为代表一点应力状态中应力偏 张量的综合作用。10、请简述弹性变形时应力-应变关系的特点。答：（1）应力与应变完全成线性关系，即应力主轴与全量应变主轴重合。（2）弹性变形是可逆的，与应变历史无关。（3）弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比丫。11、什么是金属塑性变形的加工硬化规律？板料多次拉深时，为什么第二次拉深的极限拉深系数比第一次大？答：金属在常温下随变形量的增加，变形抗力增大，塑性和

5、韧性下降的现象称为加工硬化。材料在拉深后会产生加工硬化，使其屈服极限提高，所以各次拉深系数需比前 TOC o 1-5 h z 一次大。12、塑性成形加工方法有什么特点？x xy xz13、应变张量j yx y yz，请写出其八面体线应变 8与八面体切应变8的表达zx zy z14、请写出应变张量ij第一不变量I1的表达式，在塑性变形时，I1值是多少？ （ ij各分 量如第13小题所示）15、在自由锻、模锻、板料冲裁、弯曲、拉深、挤压、拉拔、轧制等塑性成形方法中任 意选择三种，描述其定义。答：（1）自由锻：上下砧铁之间的金属在冲击力或压力作用下产生塑性变形而获得所需 形状、尺寸以及内部质量的锻件

6、，这种塑性加工方法叫自由锻。（2）模锻：在模锻设备上使金属坯料在锻模的模膛内受到压力或冲击力，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸 以及内部质量的锻件。（3）弯曲：将板料弯成一定角度和圆弧的变形工序。（4）拉深：将平面板料变形为中空形状冲压件的工序。 TOC o 1-5 h z 16、请将以下应变张量分解为应变球张量和应变偏张量。/x xy xz/ijyx y yz/zx zy z/17、请写出对数应变与相对线应变的表达式。/18、举出至少5种你熟悉的金属塑性成形加工方法。/答：自由锻、模锻、板料冲裁、弯曲、拉深、挤压、拉拔、轧制、 、19、金属塑性成形遵循哪四个基本规律？简述其内容。答：最小阻力

7、定律：金属塑性变形过程中金属各质点向阻力最小方向移动卸载弹性恢复规律：应力卸载后，弹性变形因弹性恢复消失，塑性变形保留。加工硬化规律：金属在常温下随变形量的增加，变形抗力增大，塑性和韧性下降的现象。 塑性变形时体积不变规律：20、什么是塑性变形的最小阻力定律？为什么闭式拔长模膛可以提高拔长效率？ 答：金属塑性变形过程中，金属各质点向阻力最小方向移动。百度文库21、板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些（回答三个即可）？答：（1）金属板料经冷变形强化作用，获得一定形状后具有结构轻巧、强度刚度高高的特点。（2）冲压件尺寸精度高，互换性好，可直接作为零件应用在机器上。（3）冲压生产操作简单，生产率

8、高。（4）冲压模具结构复杂，精度要求高，成本较高。工序：冲裁、弯曲、拉深、起伏、胀形、翻边 TOC o 1-5 h z 三、计算题（另：P75例9）200201、已知金属变形体内一点的应力张量为0200 Mpa 其 s 60Mpe 1、已知金属变形体内一点的应力张量为20020（1）画出该点的应力单元体。（2）求出该点的应力张量不变量、主应力。（3）求出该点的应力偏张量及应力球张量。（4）分别用屈雷斯加屈服准则和密塞斯屈服准则判断此应力状态是否达到屈服?2、设某物体内的应力场为6xy2、设某物体内的应力场为6xy2 c1x3y322c2xy xyC2y3C3X2yz yz 0 ,试求系数 c1

9、, c2, c3o答：从应力场可知其为平面应力状态，应满足平面应力状态的应力平衡微分方程:xXxyxyxyyy2226y3cxXxyxyxyyy2226y3c1x3c2 y2c3xy 3c2xy 02c3x22(3c1 c3 )x( 6 3c2)y(2c3 3c2)xy 00,此方程在任何情况下均应成立,则可得方程组3cl c306 3c20 ,解方程组可得c11c222c3 3c20百度文库3、将直径为50mm、高120mm的圆棒锻到60mm高，其锻造比是多少？能将直径为 50mm、高180mm的圆钢锻粗到60mm高吗？为什么？ 解：(1)锻造比：120/60=;(2)不能，因为坯料的高、径

10、比 D/H = 180/50=,远大于， 锻粗过程中易产生“双鼓形”，弯曲等现象。5、已知金属变形体内一点的应力张量为a2017200(1)画出该点的应力单元体。(2)求出应力张量不变量和主应力；(3)求出应力偏张量和应力球张量; 出主方向。答：3、将直径为50mm、高120mm的圆棒锻到60mm高，其锻造比是多少？能将直径为 50mm、高180mm的圆钢锻粗到60mm高吗？为什么？ 解：(1)锻造比：120/60=;(2)不能，因为坯料的高、径比 D/H = 180/50=,远大于， 锻粗过程中易产生“双鼓形”，弯曲等现象。5、已知金属变形体内一点的应力张量为a2017200(1)画出该点的

11、应力单元体。(2)求出应力张量不变量和主应力；(3)求出应力偏张量和应力球张量; 出主方向。答：(1)该点的应力单元体如下：各应力大小如图所示，单位为MPa方向由图箭头所示。应力张量不变量如下Jiz) 100(MPa)J2x ( xy2yz2x)29584J32 xy yz zx(2x yz2y zx故得应力状态方程为3 100 2 295842958400解之得该应力状态的三个主应力为1172,2172,3100 ( Mpa )(3)应力偏张量为100/31720172100/3010000100/3应力球张量为100/3000100/3000100/3(4)求X Mpa 求:1002xy)2958400(4)(4)设主方向为 解心,则主应力与主方向满足如下方程(怎一0+7元+马祖=0%,十(% 6喀+%曰=0/工/ + 3附+(4 。)盘=0/+谒十/二1、/Ll12/2对于1172,解之则得 m1V2/2百度文库百度文库 TOC o 1-5 h z 122/2对于2 172,解之则得 m2V2/20 20130对于3100,解之则得 m300316