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一、 名词解释(本题10分,每小题2分)
1•变形过程中的金属发热现象
2•材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化,塑性急剧下降的现象。
3•在热变形过程中,在应力状态下所发生的再结晶。[金属在热变形过程中发生的再结晶]
4•回复温度以下发生的变形。在物体中,由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起5•的相互平衡的应力。
填空题(本题10分,每小题2分)
1^[偏应力],球应力[静水压力]
2•变形温度、变形程度、晶粒大小
3•真应力、断面收缩率
4•适当粘度、良好活性
t>-q4T 丄0°分1
5•稳定细晶(5卩口以下)、一定的温度区间(1- 一定的变形速度( )
三、判断题(本题10分,每小题2分)
付)、(x)、(7)、(x)
(7)、(x)
3・(x)
4・(7)
5・(x)
四、问答题(本题40分,每小题10分)
1•答:
挤压"
平楹轧制
主应变图+
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•答:
琼严叭=耳為+拭)
厂EL甘十A/耳=亠_,其中^=—1+凸 k
•5=—=—t1+^)=^t1+^)
出再颈缩时,旦=o,或£卩=o
由巧=Ab=cr条(1+旬
有b条=1
惫1+£
(2
佥(0<4)
由#口条=nA&"“Q+占)一A&"=°ds , 、
_P_F
円=可玉=可有禺:
3•答:
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,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•答:
(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。
五、证明题(本题10分)
证:已知Mises塑条可表达为:
◎- @-込『+(crz-crj2+6(^+叱+£;)=2c^=6k2
心+"+—*+叮)
=扣:+口;+云+3厂丁07一2匕+听+込产号7"++;
=扣;+乞+疋-血蔦+叩1+殆+殆+血
=$[(円_ +(%_込『+6(成+或+化)]
'■■p-口』十(込-十6(叱十住十诂)=血
•••吕煜二/
六、推导题(本题20分)
建立直角坐标系xoy如图,上下左右对称只研究第一象限
迄+理丸近似平衡方程;力卽T
8<7去-■
—-+
&C
「设法向力在厚度上均匀分布(只与龙轴有关)
金必卽
切应力即在y轴上呈线性分布
2 处2珥
T=———=—-[ 严加汀即h
••旦+毎"
dxh
塑条:〔巧-巧,)+4心
冷…;
■■-込-碍=岛d^-d^=O ■
平衡方程与塑条联立:华十孕=°
dxh
摩擦条件;瓦=-丄
即^S_^=odxh
积分cr-—jc+C
yh
边条:当兀=里时CT=0
2'
代入塑条有:=-r
0p:-K=—+C
2h
KKW”
(Ju=—x K
$h2h
甲 w iy_7
总、压力 =-2£Rcr^=2r£f?(l+---—)^=I■疋附Q+
■EJoy Jo 2h
平均单位压力:戸二N=MQ+丄聖)LW 4h
应力状态系数(平均单位压力比)na=-=l+l^
1K4h
中南大学试卷(二)答案
一、 名词解释(本小题10分,每小题2分)
1•在金属再结晶条件下进行的塑性变形
2•在塑性变形的过程中存在弹性变形
3•在热变形过程中在应力作用下的再结晶
4•物体不均匀变形受到整体性的限制而引起物体内相互平衡的应力
5•金属在塑性变形时的发热现象
二、 填空题(本题22分,每小题2分)
1•作用力(主动力)、约束反力
爲+邑+邑=0
、 (体积不变条件)
3•单位时间内的应变量(应变对时间的变化率)
4・6二監=(込,+弓匕(q+q)
5•弹性变形、
加工硬化
8•变形温度、
变形程度、变形速度
7•变形温度、
变形程度、再结晶晶粒大小
8•塑性指标、
变形温度
9•断面收缩率、真实应力
弹性变形、塑性变形、断裂
定摩擦定律和滑动摩擦定律
三、 判断题(本题10分,每小题2分)
四、 问答题(本题36分,每小题6分)
1•答:
T:反映了变形体体积改变的剧烈程度
T':反映了变形体形状改变的剧烈程度丄2
厂:反映了塑性变形的类型
2•答:
Tresca准则:变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服,n平面上为正六边形
Misec准则:弹性形状改变达到定值材料就屈服,n平面上为一个圆
两准则在平面应变情况下差别最大
3•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••%=&越或诡
;—=Qd
4•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
5•答:
平觀轧制
主应变图
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。
6•答:
图仁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
五、计算题(7分)
解:
6
+弓
+<
齐-
20
3
_40
■
■
_20
■
■
_20
■
■
0
30
■
—
0
20
■
+
0
10
■
(MPa)
_0
10
-10_
_0
0
20_
_0
10
-30_
20 • •
0 20 •球號量,引起物体体积改变
0 0 20
_20 • -_
0 10 • 偏张量,引起物体形状改变
_0 10-30_
六、推导题(本题15分)
的
3)
解:
塑件:
=>dcr^-dcry
平衡方程:h-(耳+止%)•曲一•九二0
联立(a)(b)得:迄+鱼丸
dxh
又:
所以:
込一乞=0
dxh
积分得:
应力边界条件: 册时,口”=0,代入塑条b”-6=
x=—x yj
2
所以:"
W
C
n+茲)
所以:
W-2x
2h
中南大学试卷(三)答案
一、 名词解释(本题8分,每小题2分)
,物体各质点将向着阻力最小的方向移动,即做最少的功,走最短的路
2•塑性变形过程中因金属发热而促使金属的变形温度升高的效果。
3•金属冷变形时,随着变形程度的累积,金属的变形抗力提高而塑性下降的现象。
4•对金属材料有效地综合利用形变强化和相变强化,将塑性加工与热处理操作相结合,使成形工艺同获得最终发性能统一起来的一种工艺方法。
二、 填空题(本题10分,每小题2分)
1•弹性变形、塑性变形、断裂
2•工作应力=基本应力+附加应力
3•干摩擦、边界摩擦、液体摩擦
4•液体润滑亮剂、固体滑亮剂、液固滑亮剂、熔体滑亮剂
5•变形温度、冷变形程度
三、 判断题(12分)
••寸
四、 问答题(本题38分,1-6小题第小题3分,7,8小题第小题7分,9小题6分)
1•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1—2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、o一£关系的基础
2•答:力平衡
3•答:
S应变全量,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•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•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•答:
平衡方程,塑性条件
7•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
8•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(溶解一深沉、