金属塑性成形原理试题集

冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生

金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性. 由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织,称为:变形织构

随着变形程度的增加,金属的强度 硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为:加工硬化 超塑性的特点:大延伸率 低流动应力 无缩颈 易成形 无加工硬化

中的m为:应变速率敏感性指数

6. 细晶超塑性变形力学特征方程式

7. 塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力

8. 塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示,通过拉伸试验可以的两个塑性指标

为:伸长率和断面收缩率

9. 影响金属塑性的因素主要有:化学成分和组织 变形温度 应变速率 应力状态(变形力学

条件)

10. 晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小,金属的塑性越好

11. 应力状态对于塑性的影响可描述为(静水压力越大)主应力状态下压应力个数越多 数值

越大时,金属的塑性越好

12. 通过试验方法绘制的塑性 — 温度曲线,成为塑性图 13. 用对数应变表示的体积不变条件为:

14. 平面变形时,没有变形方向(设为z向)的正应力为:z21 2(13)m15. 纯切应力状态下,两个主应力数值上相等,符号相反

16. 屈雷斯加屈服准则和米塞斯屈服准则的统一表达式为:13s,表达式中的系数

的取值范围为:11.155

17. 塑性变形时,当主应力顺序123不变,且应变主轴方向不变时,则主应变的顺序

为:123 18. 19. 20. 21.

拉伸真实应力应变曲线上,过失稳点(b点)所作的切线的斜率等于该点的:真实应力Yb 摩擦机理有：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论

根据塑性条件可确定库伦摩擦条件表达式中的μ的极限值为（0.5---0.577） 速度间断线两侧的法向速度分量:相等

22. 不考虑速度间断时的虚功(率)方程的表达式为:

选择题

1 下面选项中哪个不是热塑性变形对金属组织和性能的影响( ) A 改善晶粒组织 C 形成纤维组织 B 产生变形织构 D 锻合内部缺陷 2 导致钢的热脆性的杂质元素是( ) A 硫 C 磷 B 氮 D 氢

qqq3 已知一点的应力状态为ijqqq,则该点属于( ) qqqA 球应力状态 C 平面应力状态 B 纯切应力状态 D 单向应力状态

4 一般而言，接触表面越光滑，摩擦阻力会越小，可是当两个接触表面非常光滑时，摩擦阻

力反而提高，这一现象可以用哪个摩擦机理解释（ ） A 表面凸凹学说 C 粘着理论 B 分子吸附学说

5 计算塑性成形中的摩擦力时，常用以下三种摩擦条件，在热塑性成形时，常采用哪个（ ） A 库伦摩擦条件 C 常摩擦条件 B 最大摩擦条件

6 小应变几何方程用角标符号表示为（ ）

A

1uiuj1ujui() C () 2xixj2xixjui xiB

7 下面关于应变增量ｄε

ｉｊ

的叙述中错误的是（ ）

A 与加载过程中的某一瞬时的应力状态相对应

B 在列维－米塞斯理论中，应变增量主轴与该瞬时的应力主轴重合 C 应变增量主轴与当时的应变全量主轴不一定重合 Ｄ 应变增量ｄε

ｉｊ

对时间ｔ的导数 即为应变速率ε

ｉｊ

8 关于滑移线的说法，错误的是（ ） A 滑移线必定是速度间断线

B 沿同一条滑移线的速度间断值为常数 C 沿滑移线方向线应变增量为零 D 直线型滑移线上各点的应力状态相同

9 根据体积不变条件，塑性变形时的泊松比ν（ ） A ＜ 0.5 C ＝ 0.5 B ＞ 0.5

10 下面关于粗糙平砧间圆柱体镦粗变形说法正确的有（ ）

A I区为小变形区 B II区为难变形区 C III区为小变形区 Ｄ II区为小变形区

11 动可容速度场必须满足哪些条件（ ） A 体积不变条件 B 力边界条件 C 变形体连续性条件 D 速度边界条件

12 下面哪些选项属于比例加载应满足的条件（ ）

A 塑性变形量很小，与弹性变形属于同一数量级 B 外载荷各分量按比例增加

C 加载过程中，应变主轴与应力主轴固定不变且重合 Ｄ 泊松比<0.5

研究塑性力学行为时，常用的基本假设有：

A 连续性 B 均匀性和各向异性 C 体积力为零 Ｄ 体积不变

如果一个角标符号带有m个角标，每个角标取n个值，则该角标符号代表（ ）个元素。

nmA mn B mn C m Ｄ n

某受力物体内应力场为：

x6xy2c1x3,yc2xy2,xyc2y3c3x2y,zyzzx0，系数

（ ） c1,c2,c3的值应为：

A c11,c22,c33 B c11,c22,c33 C c11,c22,c33 D 无解

3212已知平面应变状态下的应力张量为：ij ，且有

123，根据平

3面变形时的应力状态特点可知，组成该应力张量的纯切应力状态部分可描述为：（ ）

132A 132C 

 B 0132 D 0132122232 0122 0232（多选题） 比例加载应满足哪些条件：（ ） A 变形体不可压缩

B 加载过程中，应力主轴方向和应变主轴方向固定不变，且重合 C 外载荷各分量按比例增加

D 塑性变形和弹性变形属于同一数量级

运用屈雷斯加屈服准则判断下列应力状态使金属处于塑性状态的是：（ ）

sA ijsC ijs0.8s B ijs5s D ijs0.8s 0.2s0.5s5s 4s740已知ij410，则dij各分量的比值dx:dy:dz:dxy为：（ ） 040A -7:-1:-4:-4 B -3:3:0:-4 C -3:3:0:0

1040已知ij4100，则dij各分量的比值dx:dy:dz:dxy为：（ ） 0150A 10:-10:15:-4 B 5:-15:10:-4 C 5:-15:10:-9 D 15:-5:20:1 （多选题）已知一滑移线场如图所示，下列说法正确的有：（ ）

A C点和B点角相等，均为/4

B 如果已知B、C、D、E四点中任意点的平均应力，就可以求解其他三点的平均应力

C D点和E点角相等，均为/12 D 由跨线定理可知，DBEC

500已知某点的应力分量为ij093，则主应力为（ ） 031A

110,25,30 B 15,29,31

C

112,25,32 D 15,27.5,32.5

作图题

5001000绘制ij0105, ij0205的单元体和应力莫尔圆 055055已知某受应力作用点处于塑性纯剪切状态，试画出表示该点应力状态的主应力简图和表示该点应变状态的主应变简图（已知真实应力为s）。（10分）

已知一点的应力状态如图所示，试写出其应力偏张量并画出主应变简图。（10分/个） 9 4

4 2 8 18 一点应力状态可以用主应力空间中一点P来表示,且可以用矢量OP来代表,在图中绘出P点

所表示的应力状态的球应力张量和偏应力张量。

3 P O 1 2 绘制初始屈服应力为s的刚塑性硬化曲线,并写出其表达式

绘制初始屈服应力为s的刚塑性硬化直线,并写出其表达式

YY



画出不受力的自由表面上一点处的滑移线(必须标明线线)

画出无摩擦的接触表面上一点处的滑移线(必须标明线线)

完成OACB区域的滑移线场，说明作图步骤。（至少应有三条α、β线）10分

β C y α x

计算题 1 应力

10100（MPa）

0已知ij1010，试求主应力、主切应力及主切应力面上的正应力

020010100已知ij102010（MPa），试求主应力、主切应力及主切应力面上的正应力 0101015100，

2015已知变形体某点的应力状态为： ij015150（1）将它分解为应力球张量和应力偏张量 （2）求出主应力1、2、3之值各为多少。

现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°，45°，90°角方向上的应力值分别为

a,b,c。试问该平面上的主应力1,2各为多少？

一圆形薄壁管，平均半径为R，壁厚为t，两端受拉力P及扭矩M的作用，试求三个主应力

的大小与方向。 2 变形

有一试棒均匀连续拉伸三次，每拉一次断面收缩20%，试计算各次的对数应变值和总对数应变植

一块长、宽、厚为120mm×36mm×0.5mm 的平板，在长度方向均匀拉伸至144mm ，若此时允许宽度有相应的自然收缩，即：bh，试求对数应变和平板的最终尺寸。

将圆环形坯料置于两块平板之间进行塑性压缩，设上平板向下压缩的运动速度为v，t为圆环的厚度，如图，并假设质点轴向流动速度u与z坐标轴按线性规律变化，即uijzzzv， t求变形体内的应变速率场。

Z -v t

3主应力法，

一圆柱体，侧面作用有均布压应力0，试用主应力法求镦粗力P和单位流动压力p，设

mY 2

求高为h、直径为d的圆柱体平砧间自由镦粗时接触面上的压应力y和单位变形力p，设

mK

试用工程法推导粗糙砧面压缩矩形块（ Z 向不变形）的变形力 P 表达式，这里接触摩擦

4 屈服或增量

有一薄壁管，材料的屈服应力为s，承受拉力和扭矩的符合作用而屈服。现已知轴向正应

力分量zs2，试求切应力分量z以及应变增量各分量间的比值

有一薄壁管，材料的屈服应力为s，承受拉力和扭矩的符合作用而屈服，管壁受均匀的拉应力和切应力，试写出这种情况下的屈雷斯加和米塞斯屈服准则表达式

75150已知开始塑性变形时点的应力状态为ij15150，试求： 000（1）主应力大小

（2）作为平面应力问题处理时的最大切应力和单轴向屈服应力

（3）作为空间应力状态处理时按屈雷斯加和米塞斯准则计算的单轴向屈服应力

某理想塑性材料在平面应力状态下的各应力分量为

x75，y15，xy15，若该应

力状态足以产生屈服，试问该材料的屈服应力是多少？ 求下列情况下塑性应变增量的比： （1）单向应力状态1s （2）纯剪切应力状态ss3

已知材料的真实应力应变曲线为A，A为材料常数，n为硬化指数。试问简单拉伸时该材料出现颈缩时的应变量为多少？ 此时的真实应力与强度b的关系怎样？

n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。

变形体屈服时的应力状态为： 计算该材料的屈服应力

及

值，并分析差异大小。

MPa 试分别按Mises和Tresca塑性条件

5 滑移线法

试用滑移线法求光滑平冲头压入开有深槽的半无限高坯料时的单位流动压力P。设冲头宽为2b，长度为l，且l2b。

已知某理想刚塑性材料产生平面塑性变形，其滑移线场如图所示，α族是直线族，β族为一组同心圆，C点的平均应力mc的应力状态。

90MPa，最大剪应力为K60MPa。试求：D点

如图所示的中心扇形场，圆弧为α线，径向线为β线，σm为平均正应力，K为最大切应力。求图中B、C点处的应力状态，并用应力莫尔圆在同一坐标系中表示出来。（10分）

15° C β B α σm=-K

30° K A

已知塑性流动平面上一点的应力状态为：x100MPa,y180MPa,xy30MPa，试利用应力莫尔圆确定1,2的大小和方向，以及,线及其走向。