《金属塑性加工原理(问答题与计算)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属塑性加工原理(问答题与计算)（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、问答题；1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？ 2.对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳，因为：挤压时静水压力大，塑性好。缺陷变成线状。2.已知材料的真实应变曲线 ， A 为材料常数， n 为硬化指数。试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？ 3.3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？ 4.相同：使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。不同：冷变形：基本晶粒沿最大主变形方向拉长；热变形：夹杂物、第二相拉长。(基体是再结晶等轴晶粒)消除措施：冷变形：完全再结晶退火；热变形：净化，
2、铸锭中尽量减少杂质；高温长时间退火，使夹杂物扩散，改变加工方向。4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？（箭头表示轧制方向） (1)种情况沿辊宽变形均匀。(2)种情况中部易出现裂纹，因为中部附加拉应力。1. 应力张量不变量或应力偏量不变量的物理意义各是怎样的？ 答：反映了变形体体积改变的剧烈程度：反映了变形体形状改变的剧烈程度：反映了塑性变形的类型2. 简述塑性加工常用的两个屈服准则的物理意义，在 平面上的几何表示各是怎样？它们在何种情况下差别最大？ 答：Tresca 准则：变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服， 平面上为正六边形Misec 准则
3、：弹性形状改变达到定值材料就屈服， 平面上为一个圆两准则在平面应变情况下差别最大3. 何谓简单加载？何谓复杂加载？ Levy-Mises 增量理论的应力应变关系的基本表达式是什么？答：简单加载：应力分量按比例加载，只加载不卸载，应力与应变的主轴重合复杂加载：不满足简单加载条件Levy-Mises 增量理论：或4.冷热变形形成的纤维组织有何异同？如何消除？冷变形纤维组织是晶粒被拉长，拉细压扁呈现纤维状。而热变纤维组织是热变形时，非金属杂质、第二相各种缺陷沿最大变形方向被拉长。冷变形纤维组织都是沿纤维方向强度高，使材料呈各向异性。消除措施：冷变形纤维组织用完全再结晶退火热变形纤维组织：熔炼尽可能除
4、杂，铸锭细化晶粒，采用长时间高温均匀化退火，加工时变换加工方向6.冷变形下列两种断面形状轧件，试问哪种送料方式变形不均匀？为什么？（图中箭头为轧制方向） 图 1：送料方向沿轧件宽度方向变形不均匀，因为沿轧件礼宽度方向坯料厚度不一，压下量不同。图 2：送料方向沿轧件宽度方向变形均匀1.一点的应力状态的定义是什么？掌握它有何实际意义？ .答：通过该点所有斜载面上的应力有无、大小、方向情况意义：下述内容中举出 12 种：弹塑性类型，是否进入了塑性变形、变形类型、分析变形、计算变形力、 关系的基础2.平衡方程是以应力偏微分方程形式表达的，实际上应是什么量的平衡？答：力平衡3.与的差别在哪里：应变全量，
5、以变形开始的原始尺寸为度量基准，反映一次变形过程从起始到终了的总应变量。：应变增量，以变形过程中的某瞬时状态为度量基准，反映该瞬时开始后一极短的时间的微分应变量。4.Tresca 屈服准则与材料力学中的第三强度理论有何区别？答：第三强度理论是从材料使用角度出发，要求材料不发生塑性变形，使用的终点 Tresca 屈服准则从加工成形角度出发，衡量发生塑性变形否，塑性变形的起点5.弹性本构方程与塑性本构方程有何区别？由此说明哪个求解更容易？答：弹性本构方程：考虑了体积的变化，线性关系与变形历史无关，简单，唯一性塑性本构方程：不考虑体积的变化，一般非线性6.从目前所讲的工程法求解加工问题中，实际上只用
6、了基本理论中的 13 个方程的哪二类方程？.答:平衡方程，塑性条件7.金属塑性加工工艺包答：变形温度，变形速度，变形程度；变形力学图，相图，塑性图，再结晶全图，变形抗力图括主要哪些参数制定工艺通常要依据哪些因素？8.金属热变形与冷变形的变形机制、变形特点有何差异？.答:热变形：变形过程发生再结晶，具有明显的软化过程和扩散特性，塑性发挥好，有修复机构（溶解深沉、非晶机构） ，晶向变形机构作用最大，晶向变形机构主要中要在热变形中起作用，高温下晶粒的移动和转动比晶内变形所起的作用大，溶解深沉、非晶机构比冷变形明显。冷变形：变形温度低于回复温度，在变形中只有加工感化而无回复与再结晶现象，以晶内变形为主
7、。9.压缩圆柱体矮件，不均匀变形有哪些典型表现？为防止出现图示纵向裂纹可以采用哪些措施？ 答：典型表现：轮廓呈现单鼓形，接触面存在三个区（粘着区、滑动区、侧翻区） ，变形体内存在三个区（难变形区、易变形区、自由变形区）图于裂纹是由于易变形区对自由变形区同向附加拉应力而产生的，措施：减少摩擦，采用凹模，采用软垫，采用包套1塑性变形时已知某点的应力状态为 ij=MPa（i.j=x,y,z），写出其张量分解方程，指出各分解张量的名称，并说明它们各与什么变形有关，该 ij 对应的塑性变形类型是什么？ 所以：由，对应延伸型应变2.在 x，xy 作用下的屈服曲面如图所示，图中两条弧线的含义是什么？在图中有
8、 a,b,c,d 四种加载路径，哪些是简单加载？哪些是复杂加载？哪些路径具有相同的塑性变形？为什么？解：内弧线：初始屈服曲面外弧线：后继屈服曲面OAB、OCD 是简单加载OAD、OABD 是复杂加载OAB 与 OABD 具有相同的塑性变形，因为 B-D 是中性变载，只有弹性应变量改变，塑性应变量不变3.用轧制或平锤压缩方法生产双金属层状复合板。设坯料原始厚度相同，但硬度不相同。若工具工件上下接触面和切向速度一致，试定性预测复合后两层材料的厚与薄，并简述理由。解：变形后软层薄，硬层厚理由：由塑条或材料软易达到塑条，变形大，簿由形状改变比解：材料软 G 小，则大，变形大，簿由小，则大，则 H 小，
9、簿4.压力加工中外摩擦有何特点？试分析压力加工中使用的润滑剂种类及润滑机理。.答：外摩擦特点：接触面压力大，润滑困难，摩擦应力高；温度条件恶劣(如高温)；接触条件不断变化，表面状态不一；摩擦副差异大。塑性加工所使用的润滑剂种类有：液体润滑剂、固体润滑剂、液-固润滑剂和熔体润滑剂等几种类型。液体润滑剂主要是通过适当的粘度较大的活性形成一层稳定结实的润滑膜。固体润滑剂：固体本身的剪切强度低于被加工材料的剪切强度。液-固润滑剂：兼有上述两者的特点。熔体润滑剂：在高温下可以在工具与坯料接触面间熔成液体薄膜隔开接触面。5.不均匀变形的典型现象是什么？试分析轧制薄板时产生边裂的力学根源及防止措施。.答：不
10、均匀变形的典型现象：轮廓呈现单鼓或双鼓，接触面出现粘着、滑动、侧翻三个区，整个体积分为难、易、自由变形区。薄板轧制时的裂边主要是变形不均匀，中间延伸大、边部延伸小，造成边部出现附加拉应力，中间附加压应力。当边部的附加拉应力与基本主应力叠加大于材料的断裂强度时出现裂边。另外，热轧件边部温度低，冷轧件边部晶粒粗大，都易裂边。防止措施：尽量使金属变形均匀如：压下量、坯料厚度、辊型、润滑均匀、合理的加热、热处理等。6.什么是冷变形的纤维组织？它和热变形的纤维组织所带来的影响。答：冷变形的纤维组织：冷变形时晶粒被拉长、拉细或被压扁呈现纤维状。而热变形纤维组织是热变形对非金属夹杂物、第二相等各种缺陷沿最大
11、主变形方向被拉长。冷变形对组织的影响是：形成纤维组织、形成亚结构、变形织构及晶内与晶间的破坏。热变形过程中硬化和软化同时存在可以改善铸锭组织，使金属热变形后晶粒细化、成份趋于均匀、塑性得到改善等。1.金属塑性变形时，已知某点的应力状态MPa，（i，j=x，y，z），试写出其张量分解方程，指出分解张量的名称，并说明它们与什么变形有关？最后求出的比值。.答：2.已知材料的两条等效应力应变曲线，如图所示，它们是否考虑了弹性变形？哪一条适合冷加工？哪一条适合热加工？答：它们考虑了弹性变形第一条适合冷加工；第二条适合热加工3.加工时为什么异号主应力状态所需变形力小？举一例处于异号主应力状态的实际加工方法
12、。答：异号主应力所需的变形力小的原因可以用塑性条件来说明由 Mises 塑性条件，假设不变若主应力值绝对大小固定，由上式可知：异号应力的大于同号应力的，即异号应力的大异号应力更容易满足塑性条件4.制定金属塑性加工工艺时，通.常所说的“五图”是哪五图？ 答：五图：变形力学图、相图(合金状态图)、塑性图、变形抗力图、第二类再结晶图。5.试说明圆棒挤压时表面产生周期性裂纹和尾部产生缩尾的原因与可能预防的措施。 .答：产生表面周期性裂纹的原因：金属外层受挤压筒和凹模具的接触摩擦的阻滞作用。或表面温度降低使得表层的金属流动慢，受到附加拉应力(中心受附加压应力)，此附加拉应力越接近出口，其值越大，与基本应
13、力合成后，当工作应力达到金属的抗拉强度时，就会产生向内扩展的表面裂纹。某些金属，塑性区强度范围窄，或易粘模。当挤压速度过快，温度升高，当实际挤压温度超过临界温度时，挤压圆棒也会出现裂纹。周期性裂纹：一条裂纹出现后，应力松弛，继续变形，应力积累，又出现下一条裂纹。挤压缩尾也是坯料中心流动快，外层流动慢。在挤压后期，外层金属产生径向流动(坯料表面往往带有油污、灰尘及其它杂质等)。而形成制品尾部出现(中心或环形或皮下)缩尾。表面裂纹的预防措施：减少不均匀变形；加强润滑，光洁模子；采用反向挤压(合理的温度、速度制度)。挤压缩尾的预防措施：减少不均匀变形，减少径向流动；留压余，脱皮挤压；车削锭坯表面；使坯料成分组织均匀。
