切应变率之间的关

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工程流体力学1

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工程流体力学1
四、流体力学的研究方法及其应用
流体力学研究流体这样一个连续介质的宏 观运动规律以及它与其它运动形态之间的相互 作用,其研究方法有理论研究、数值计算和实 验三种,三种方法取长补短,相互促进,彼此 影响,从而促使流体力学得到飞速的发展。
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1.理论研究
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4.应用
流体力学在生产部门中有着非常广泛的应 用,可以这样说,目前已很难找出一个技术部 门,它与流体力学没有或多或少的联系。
航空工程和造船工业中,飞机和船的外形设 计;在水利工程中,大型水利枢纽,水库,水 电站,洪峰预报,河流泥沙;动力机械中蒸气 透平,喷气发动机,压缩机,水泵;在石油工 业中,油气集输,油、气、液的分离,钻井泥 浆循环,注水,压裂,渗流;金属冶炼和化学 工业等。
例如:在标准状态下, 1μm3任何气体含 有个分子2.69×107。 液体分子间距比气体小, 1μm3液体体积中有3.35×1010液体分子个。
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在大多数工程应用中,人们关心的是大量 分子的总体统计效应,而不是单个分子的行为, 流体力学的一切宏观参数(密度、温度、压强) 都是大量分子行为的统计平均值。当从宏观角 度研究流体的机械运动时,就认为流体物质是 连续。
在流体力学中,把流体质点作为最小的研 究对象,每个质点都含有大量的分子,故分子 随机出入该微小体积不会影响宏观特性,能保 持宏观力学特性。因此,有理由认为流体是连 续介质。
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连续性介质模型特点:
1).客观上存在宏观上足够小而微观上足够大的 小体积,这个小体积在几何上为一个点,此点称 为流体质点;

什么是非牛顿流体终审稿)

什么是非牛顿流体终审稿)

什么是非牛顿流体公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]什么是非牛顿流体1 非牛顿流体的定义自然界最常见的流体以空气和水为代表,通常被认为是牛顿流体,熊老师在上课时讲过,它们的主要特征是切应力和切应变率之间的关系服从牛顿内摩擦定律或胡克定律,在流体力学的发展史上,经典流体力学的研究对象主要局限在牛顿流体的范畴,迄今为止已经形成了比较完整的理论体系。

但是,还有不少材料既不是虎克固体,也不是牛顿流体。

这些材料同时具有固体和流体的性质,哪种性质为主决定于进行观察时间的长短以及材料变形的大小。

有许多真实的材料样子像流体,即它们在受到应力时连续地改变它们的形状,但它们不能用牛顿关于常粘度的定律来描述,这类流体叫做非牛顿流体。

现在去医院作血液测试的项目之一,己不再是“血粘度检查”,而是“血液流变学捡查”(简称血流变),产生这样的变化就是因为血液不是牛顿流体,恒定不变的“粘度”不是它的一种属性。

牛顿于1687年发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。

实验是在两平行平板间充满水时进行的,下平板固定不动,上平板在其自身平面内以等速U向右运动。

此时,附着于上、下平板的流体质点的速度,分别是U和0,两平板间的速度呈线性分布,斜率是粘度系数。

由此得到了着名的牛顿粘性定律。

斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止时应变率为零的三项假设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以及被广泛应用的N·S方程。

后来人们在进一步的研究中知道,牛顿粘性实验定律,对于描述像水和空气这样低分子量的简单流体是适合的,而对描述具有高分子量的流体就不合适了,那时剪应力与剪切应变率之间己不再满足线性关系。

为区别起见,人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。

2 常见的非牛顿流体早在人类出现之前,非牛顿流体就己存在,因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。

聚合物流变学复习题参考答案

聚合物流变学复习题参考答案

聚合物流变学复习题一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。

应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。

或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。

2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT 将 某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。

3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。

挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。

4、熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。

5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。

牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。

6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。

膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。

7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。

8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。

9、断裂韧性K 1C :表征材料阻止裂纹扩展的能力,是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标,s b C E c K γπσ21==,其中,σ b 为脆性材料的拉伸强度;C 为半裂纹长度;E 为材料的弹性模量;s γ为单位表面的表面能。

10、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。

或拉伸流动:质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。

磁流变阻尼器力学模型的研究现状_邓志党

磁流变阻尼器力学模型的研究现状_邓志党

12 2
振 动与 冲击
2006年第 25卷
为了描述磁流变液低剪切运动时的流变行为, 周强[ 7] 通过实验修正了 B ingham 模型, 数学形式如式 ( 4)所示:
F = fy sgn( x 1 ) + c0 x 1 + f 0 = kd ( x2 - x 1 ) + f0 ( 4) 式中 co 为粘滞阻尼系数, x1 为 B ingham 单元位移, x2 为阻尼器总位移, kd 为磁流变阻尼器的等效轴向刚 度, 它与磁流变液屈服前区的初始剪切模量和蓄能器的 刚度等有关, f 0 为由于蓄能器引起的阻尼器输出力偏差。 由于三段函数非光滑连续性以及函数中系数是通
减振器, 其阻尼力会随输入电流的大小而变化, 其得到了国 内外相关专 家的广泛 研究和应用。 先回顾前磁 流变阻尼器 力
学模型的研究情况, 并对各种模型进行对比分析, 最后讨论 了目前磁流变阻尼器研究中还有待解决的问题。
关键词: 磁流变阻尼器, 力学模型, 研究现状, 磁流变液
中图分类号: U 270. 2
1 磁流变阻尼器各种力学模型的研究
1 1 B ingham 粘塑性模型
Sham es等 [ 1- 4] 根据电流变体的 B ingham 模型来模
拟磁流变 阻尼器 力学 模型。
B ingham 模型是最简单的模型,
把磁流变液看作带有屈服应力
材料, 当剪切应力达到屈服应
力时, 磁流变液发生剪切流动, 剪 切 应力 与 剪切 率成 线 性关
12 3
1 6 修正的 Bouc-W en模型 文献 [ 13] 提出了如 图 9所示 修正的 Bouc- W en
模型。在该模型中, 阻尼器的阻尼力是粘滞力与 Bouc - W en滞变阻尼力之和。应用 Boue- W en模型磁流变 液在低应变下的粘弹性及高应变下的库仑特性所表现 出的复杂 非线性特 性。磁流 变阻尼器 阻尼力 的表达 式为:

第四章--切应力分析

第四章--切应力分析

第四章弹性杆横截面上的切应力分析——教学方案第四章弹性杆横截面上的切应力分析对于实心截面杆件以及某些薄壁截面杆件,当其横截面上仅有扭矩(M x)或剪力(F Qy或F Qz)时,与这些内力分量相对应的分布内力,其作用面与横截面重合。

这时分布内力在一点处的集度,即为切应力。

分析与扭矩和剪力对应的切应力的方法不完全相同。

对于扭矩存在的情形,依然借助于平衡、变形协调与物性关系,其过程与正应力分析相似。

对于剪力存在的情形,在一定的前提下,则仅借助于平衡方程。

本章重点介绍圆截面杆在扭矩作用下其横截面切应力以及薄壁杆件的弯曲切应力分析。

§4-1圆轴扭转时横截面上的切应力工程上将传递功率的构件称为轴,且大多数情形下均为圆轴。

当圆轴承受绕轴线转动的外扭转力偶作用时(图4-1),其横截面上将只有扭矩一个内力分量,轴受扭时,其上的外扭转力偶矩M e (单位为Nm )与轴传递的功率P (单位为kW )和轴的转速n (单位为r/min )有如下关系:{}{}{}min/.9549r kW m N e n P M = (4-1)不难看出,受扭后,轴将产生扭转变形,如图4-2b 所示。

圆轴上的每个微元(例如图4-2a 中的ABCD)的直角均发生变化,这种直角的改变量即为切应变,如图4-2c 所示。

这表明,圆轴横截面和纵截面上都将出现切应力(图中AB 和CD 边对应着横截面;AC 和BD 边则对应着纵截面),分别用τ和τ'表示。

应用平衡关系不难证明:ττ'-= (4-2)这一关系称为切应力互等定理或切应力成对定理。

1. 平面假设及变形几何关系 变形协调方程如图4-3a 所示受扭圆轴,与薄圆筒相似,如用一系列平行的纵线与圆周线将圆轴表面分成一个个小方格,可以观察到受扭后表面变形有以下规律:(1) 各圆周线绕轴线相对转动一微小转角,但大小,形状及相互间距不变;(2) 由于是小变形,各纵线平行地倾斜一个微小角度γ,认为仍为直线;因而各小方格变形后成为菱形。

果蔬谷物皮渣湿法切割粉碎关键参数与相关流场的研究

果蔬谷物皮渣湿法切割粉碎关键参数与相关流场的研究

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第9 ( 期 总第 26 5 期)
2 1 年 9月 0 1
农产品加工 ・ 学刊
Acd mcP r dcl f am Pou t Poes g ae i e o i r rd c rcsi i aoF s n
No 9 . S p. e
文 章 编 号 :17 — 6 6 (0 0 — 0 9 0 6 19 4 2 1) 9 0 7 — 6 1
2 Wui ig a odE up et o,Ld,Wui i gu24 2 ,C ia . x Qnd o q im n . t. F C x,J n s 1 12 hn ; a 3 J nn nU i ri ,Wui i gu2 4 2 ,C ia .i ga nv sy a e t x,J n s 1 12 hn) a
Ke o d :h g - p e u t g g n i g l w f l n lss yw r s ih s e d c t n ; r d n ;f e d a ay i ;d e s i i o i rg
0 引言
果 蔬 谷 物 皮 渣 超 细粉 碎 较 为有 效 的粉 碎 方 式 应 为 剪
果蔬 谷物皮渣湿法切 割粉碎关键参数与 相关 流场 的研 究
夏 芸 ,李 辉 张裕 中 ,
(. 1 江苏 亲亲集 团股份有限公司 ,江苏 扬州 2 5 0 ; 2 无锡轻大食品装 备有 限公 司,江苏 无锡 24 2 ; 200 . 1 12

金属塑性加工原理考试总复习

金属塑性加工原理考试总复习一、 填空题1.韧性金属材料屈服时, 米塞斯 准则较符合实际的; 2. 描述变形大小可用线尺寸的变化与方位上的变化来表示,即线应变正应变和切应变剪应变3.弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化,泊松比5.0<ν 4. 在塑形变形时,需要考虑塑形变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料叫做理想刚塑性材料;5.塑形成形时的摩擦根据其性质可分为干摩擦,边界摩擦和流体摩擦; 6. 根据条件的不同,任何材料都有可能产生两种不同类型的断裂:脆性断裂和韧性断裂;7.硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 ; 8.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 ; 9. 应力状态中的 压 应力,能充分发挥材料的塑性;10. 平面应变时,其平均正应力m等于 中间主应力2; 11. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 下降 ;12. 材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过100%的现象叫 超塑性 ;13. 材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为1=0.1,第二次的真实应变为2=0.25,则总的真实应变=14. 固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 ;15.塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦、流体摩擦、边界摩擦16.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;17.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性升高;18.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化、皂化处理;19.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂;20.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性;21.塑性指标的常用测量方法拉伸实验,扭转实验,压缩试验 ;22.弹性变形机理原子间距的变化;塑性变形机理位错运动为主;23.物体受外力作用下发生变形,变形分为变形和变化;24.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小25.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描述变形大小;26.在研究塑性变形时,即不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料称为理想刚塑性材料27.材料的塑性变形是由应力偏张量引起的,且只与应力张量的第二不变量有关;28.金属塑性加工时,工具与坯料接触面上的摩擦力采用库伦摩擦条件、最大摩擦条件、摩擦力不变条件三种假设;29.轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变等于周向的正应力;30.在单向拉伸时,常用延伸率、断面收缩率两个塑性指标来衡量塑性变形的能力;二、下列各小题均有多个答案,选择最适合的一个填于横线上1.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A ;A、理想塑性材料;B、理想弹性材料;C、硬化材料;2.用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为B;A、解析法;B、主应力法;C、滑移线法;3.韧性金属材料屈服时, A 准则较符合实际的;A、密席斯;B、屈雷斯加;C密席斯与屈雷斯加;4.塑性变形之前不产生弹性变形或者忽略弹性变形的材料叫做A;A、理想弹性材料;B、理想刚塑性材料;C、塑性材料;5.硫元素的存在使得碳钢易于产生A;A、热脆性;B、冷脆性;C、兰脆性;6.应力状态中的B应力,能充分发挥材料的塑性;A、拉应力;B、压应力;C、拉应力与压应力;7.平面应变时,其平均正应力mB中间主应力2;A、大于;B、等于;C、小于;8.钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 B ;A、提高;B、降低;C、没有变化;9.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显着伸长的现象称为A;A、纤维组织;B、变形织构;C、流线;10.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响;A、大于; B、等于; C、小于;11. 由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的 A 散逸,这叫最大散逸功原理;A、能量; B、力; C、应变;12. 轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变 C 周向的正应变,径向正应力力 C 周向正应力;A 、大于B 、小于C 、等于三、判断题对打√,错打×1. 合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降; ×2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的; ×3.结构超塑性的力学特性为m k S 'ε=,对于超塑性金属m =; × 4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构; √5. 屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上,两个准则是一致的; ×6. 变形速度对摩擦系数没有影响;× 7. 静水压力的增加,有助于提高材料的塑性; √8. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致; ×9. 塑性是材料所具有的一种本质属性; √10. 碳钢中碳含量越高,碳钢的塑性越差;×11.在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料;×12.塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线;√13.二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂;;×14.按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=; ×15.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响; 错16.静水压力的增加,对提高材料的塑性没有影响;×17.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料;×18.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线;√19.塑性是材料所具有的一种本质属性;√20.塑性就是柔软性;×21.在塑料变形时金属材料塑性好,变形抗力就低,例如:不锈钢×22.如果已知位移分量,则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程;若是按其它方法求得的应变分量,也自然满足协调方程,则不必校验其是否满足连续性条件; ×23.当材料受单向应力时,β=1,两准则重合;在纯剪应力作用下,两准则差别最大;√24.球应力在所有方向都没有剪切力,故不能产生体积变化,只能使物体产生形状变化和塑性变形;×25.应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;√26.常摩擦力定律 =m·k ,式中摩擦因子m 要大于1; ×四、名词解释1.什么是刚塑性材料,刚塑性硬化材料不考虑塑性变形之前的弹性变形的材料; 不考虑塑性变形之前的弹性变形,但需要考虑变形过程中的加工硬化的材料;2.什么是塑形本构关系塑性变形时应力与应变之间的关系;3.什么是干摩擦、边界摩擦、流体摩擦金属与工具的接触表面之间不存在任何外来介质,即直接接触时产生的摩擦成为干摩擦;当金属与工具表面加入润滑层较厚,摩擦副在相互运动中不直接接触,完全由润滑油膜隔开,摩擦发生在流体内部分子之间成为流体摩擦;当金属与工具之间的接触表面上加润滑剂时,随着接触压力的增加,金属表面突起部分被压平,润滑剂被挤入凹坑中,压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑膜,是一种单分子膜,这种单分子膜润滑的状态称为边界摩擦;4.塑性成形中摩擦机理是什么5.塑性加工中的摩擦与机械摩擦的区别,并从积极与消极两方面说明它的作用;区别:在高压下产生的摩擦;较高温度下的摩擦;伴随着塑性变形而产生的摩擦;摩擦副的性质相差大;消极:改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程;增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;6.什么是滑移线、滑移线场滑移线是塑形变形体内个点的最大剪应力的轨迹,最大剪应力成对出现并正交,因此滑移线在变形体区组成两族相互正交的网络为滑移线场;7.什么是均匀场、简单场一族滑移线为直线,另一族则与滑移线正交的滑移线为曲线,称为简单场;滑移线场由两组正交的平行的直线构成称为均匀场;8.什么是速度间断若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;9.什么是虚功原理、什么是最大逸散功原理虚功原理:对稳定平稳状态的变形体给予符合几何约束条件的微小虚位移,则外力在此虚位移上所作的虚功,必然等于变形体内的应力在虚应变上所作的虚应变功; 最大逸散功原理:对刚塑性体一定的应变增量场而言在所有屈服准则的应力场中,与该应变增量场符合的应力应变关系的应力场所做塑性功最大; 10.什么是冷脆、红脆、蓝脆、热脆、白点当磷含量大于%时,钢完全变脆,冲击韧性接近于零,成为冷脆;当钢在800~1200°C 范围内热加工时没由于晶界处的硫化铁共晶体熔化,导致锻件开裂称为红脆;在室温或稍高温度下,氮将以N Fe 4形式析出,使钢的强度,硬度提高,塑性韧性大为降低,这种现象成为时效脆性或蓝脆;当含氢量较高的钢锭经锻轧后较快冷却,从固溶体析出的氢原子来不及向表面扩散,而集中在缸内缺陷处形成氢分子,产生相当大的压力,在压力、应力等作用下,会出现小裂纹即白点;FeO 和FeS 在铁素体中形成低熔点的共晶组织,分布于晶界处,造成钢的热脆;11. 什么是超塑性材料的伸长率超过100%的现象;12. 什么是静态回复和静态再结晶是依靠变形金属所具有的热量,使其原子运动的动能增加而恢复到稳定位置上: 金属经塑性变形后,在较高的温度下出现新的晶核,这些晶核逐渐长大代替 了原来的晶体,此过程成为动态再结晶;13. 最小阻力定律答案:塑性成形的最小阻力定律:在塑性变形过程中,如果金属质点有向几个方向移动的可能时,则金属各质点将向阻力最小的方向移动,即做最少的功,走最短的路;14. 在结构超塑性的力学特性mk S •=ε中,m 值的物理意义是什么 答案:εσ=ln d ln d m 为应变速率敏感性系数,是表示超塑性特征的一个极重要的指标,当m 值越大,塑性越好;15. 何谓冷变形、热变形和温变形,他们各自的优缺点是什么答案:冷变形:在再结晶温度以下通常是指室温的变形;热变形:在再结晶温度以上的变形;温变形:在再结晶温度以下,高于室温的变形;冷变形的产品精度高,但材料的变形抗力大,产品表面质量非常好;热变形的产品精度不高,材料的变形抗力小,产品有氧化,表面质量非常不好;; 温变形的产品精度高,材料的变形抗力也不大,产品表面质量比较好;16. 最大散逸功答案:是由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的能量散逸或能量消耗,这叫最大散逸功原理;17. 上限法的基本原理是什么按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;五、简答题1. 什么是应力张量不变量,应力特征方程式什么321J J J 应力特征方程:032213=---J J J σσσ2. 什么是应力偏张量和球应力张量,他们的物理意义是什么球应力在所有方向都没有剪应力,故不能使物体产生形状变化和塑性变形,而只能产生体积变化;应力偏张量只能使物体产生形状变化,不能产生体积变化;3. 平面应力状态和轴对称应力状态的特点及其对应的应力张量平面应力状态:(1) 变形体内所有的质点在某一方向垂直的平面上没有应力作用;(2) 各应力分量与Z 轴无关,整个物体的应力分布可以在xy 坐标平面上表示出来;轴对称应力状态:(1) 由于通过旋转体轴线的平面,即ϕ面在变形过程中始终不会扭曲,所以在ϕ面上没有剪应力,而且ϕσ是主应力;(2) 各应力分量与ϕ坐标无关;4. 两个屈服准则有何区别,在什么状态下两个屈服准则相同,什么状态下差别最大 两个屈服准则相比,数学表达式右边相差系数β,当中间应力1=β时,时两个屈服准则的数学表达式相同,当155.1=β时,两个屈服准则差别最大;5. 弹性变形时应力-应变关系有哪些特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案:塑性应力与应变关系有如下特点:1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合; 4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;6. 塑性加工时接触表面的摩擦条件有哪几种,其数学表达式有什么不同 库伦摩擦条件:)577.0~5.0(==μμστn最大摩擦条件:k =τ,根据塑性条件,在轴对称情况下,T k σ5.0=,在平面变形条件下,T k σ577.0=摩擦力不表条件:)0.1~0(=•=m k m τ 7. 影响摩擦的主要因素有哪些金属的种类和化学成分; 工具材料及其表面状态; 接触面上的单位压力; 变形温度; 变形速度; 润滑剂; 8. 什么是上限法,其优点有哪些按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解,这一变形载荷它总是大于真实载荷,即高估的近似值,故称上限解;优点:(1) 不仅适用于平面问题,也适用于轴对称问题和三维问题 (2) 上限法虽是一种高估的近似解,可使之尽可能接近真实解(3) 便于与计算机结合,用以模拟工件与工具的接触面上单位压力分布及进行模具设计;(4) 上限法已成功地用于分析裂纹的产生,计算最佳工艺参数,并开始处理加工硬化材料,疏松材料,以及考虑高速成形时惯性的影响;9. 影响塑性的主要因素及提高塑性的途径有哪些 影响塑性的内部因素:化学成分; 合金元素; 组织结构; 外部因素:变形温度; 变形速度; 变形程度; 应力状态; 变形状态; 尺寸因素; 周围介质;提高尽速塑性的因素:控制化学成分,改善组织结构,提高材料的成分和组织的均匀性;采用合适的变形温度,速度制度;选用三向压应力较强的变形过程,减小变形的不均匀性,尽量造成均匀的并行状态;避免加热和加工时周围介质的不良影响等;10.为什么静水压力能提高金属的塑形(1)塑性加工若没有再结晶和溶解沉淀等修复机构时,晶见变形会使晶间显微破坏得到积累,进而迅速地引起多晶体的破坏,而三向压缩能遏止晶粒边界相对移动,使晶间变形困难;(2)三向压缩使金属变得更为致密,其各种显微破坏得到修复,甚至其宏观破坏也得到修复,而三向拉伸则加速各种破坏的发展;(3)三向压缩能完全或局部地消除变形物体内数量很小的某些夹杂物甚至液相对塑性的不良影响;而三向拉应力会使这些地方形成应力集中,加速金属破坏出现;(4)三向压缩能完全抵偿或大大降低由于不均匀变形所引起的附加拉伸应力,减轻拉应力的不良影响;11.影响动态回复的因素有哪些金属的点阵类型;应变速率和温度;溶质元素的影响;第二相的影响;原始亚结构的影响;12.热加工过程中金属组织有哪些变化1铸态组织中的缩孔、疏松、空隙、气泡等缺陷得到压密或焊合;金属在变形中由于加工硬化所造成的不致密现象,也随着再结晶的进行而恢复;2在热加工变形中可使晶粒细化和夹杂物破碎;3形成纤维组织;4产生带状组织;13.影响断裂类型的因素有哪些变形温度;变形速度;应力状态14.可谓脆性断裂,何为韧性断裂脆性断裂:断面外观上没有明显的塑性变形迹象,直接由弹性变形状态过渡到断裂,断裂面和拉伸轴接近正交,断口平齐; 韧性断裂:在断裂前金属经受了较大的塑性变形,其断口成纤维状,灰暗无光;15.等效应力有何特点写出其数学表达式;答案:等效应力的特点:等效应力不能在特定微分平面上表示出来,但它可以在一定意义上“代表”整个应力状态中的偏张量部分,因而与材料的塑性变形密切有关;人们把它称为广义应力或应力强度;等效应力也是一个不变量;其数学表达式如下:等效应力在主轴坐标系中定义为:在任意坐标系中定义为20. 何谓屈服准则常用屈服准则有哪两种试比较它们的同异点答案:屈服准则:只有当各应力分量之间符合一定的关系时,质点才进入塑性状态,这种关系就叫屈服准则;常用屈服准则:密席斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则同异点:在有两个主应力相等的应力状态下,两者是一致的;对于塑性金属材料,密席斯准则更接近于实验数据;在平面应变状态时,两个准则的差别最大为%;21. 什么是塑性简述提高金属塑性的主要途径答案:提高金属塑性的主要途径:1)提高材料的成分和组织的均匀性2)合理选择变形温度和变形速度3)选择三向受压较强的变形方式4)减少变形的不均匀性22. 在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些答案:润滑的目的是:1减少工模具磨损; 2延长工具使用寿命;3提高制品质量; 4降低金属; 5变形时的能耗; 影响摩擦系数的主要因素:1金属种类和化学成分; 2工具材料及其表面状态;3接触面上的单位压力; 4变形温度;5变形速度; 6润滑剂23. 简述在塑性加工中影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些答案:金属材料变形抗力影响因素有:1材料化学成分、组织结构; 2变形程度;3变形温度;4变形速度;5应力状态;6接触界面接触摩擦24. 什么是速度间断为什么说只有切向速度间断,而法向速度必须连续答案:若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动,即速度发生跳跃,此现象称为速度不连续,或速度间断;现设变形体被速度间断面SD分成①和②两个区域;在微段dSD上的速度间断情况如下图所示;根据塑性变形体积不变条件,以及变形体在变形时保持连续形,不发生重叠和开裂可知,垂直于dSD 上的速度分量必须相等,即••-21nnuu,而切向速度分量可以不等,造成②区的相对滑动;其速度间断值为••-=21][ttuuVt25. 简述塑性成形中对润滑剂的要求1润滑剂应有良好的耐压性能,在高压作用下,润滑膜仍能吸附在接触表面上,保持良好的润滑状态;2润滑剂应有良好耐高温性能,在热加工时,润滑剂应不分解,不变质;3润滑剂有冷却模具的作用;4润滑剂不应对金属和模具有腐蚀作用;5润滑剂应对人体无毒,不污染环境;6润滑剂要求使用、清理方便、来源丰富、价格便宜等;26. 简述金属塑性加工的主要优点:结构致密,组织改善,性能提高;材料利用率高,流线分布合理;精度高,可以实现少无切削的要求;生产效率高;27.简述金属塑性加工时摩擦的特点及作用摩擦的不利方面:改变物体应力状态,使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低工具寿命摩擦的利用例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧制过程;增大冲头与板片间的摩擦,强化工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品;28.压力加工中所使用的润滑剂有哪几类液体润滑剂中的乳液为什么具有良好的润滑作用29.在塑性加工中润滑的目的是什么影响摩擦系数的主要因素有哪些润滑的目的是:减少工模具磨损;延长工具使用寿命;提高制品质量;降低金属变形时的能耗;影响摩擦系数的主要因素:错误!金属种类和化学成分;错误!工具材料及其表面状态;错误!接触面上的单位压力;错误!变形温度;错误!变形速度;错误!润滑剂30.材料产生塑性变形时,应力与应变关系有何特点,为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关答案:塑性应力与应变关系有如下特点:1塑性变形不可恢复,是不可逆的关系,与应变历史有关,即应力与应变关系不再保持单值关系;2塑性变形时,认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 =;3应力应变之间关系是非线性关系,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合;4对于硬化材料,卸载后再重新加载,其屈服应力就是卸载后的屈服应力,比初始屈服应力要高;正因为塑性变形是不可逆的,应力与应变关系不是单值对应的,与应变历史有关,而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合,因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关,离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的;31. 塑性成形时常用的流体润滑剂和固体润滑剂各有哪些石墨和二硫化钼如何起润滑作用32. 主应力法的基本原理是什么(1) 把问题简化成平面问题或轴对称问题(2) 假设变形体内的法相应力分布与一个坐标轴无关 (3) 接触表面摩擦规律的简化 (4) 简化屈服条件(5) 将变形区内的工件性质看作是均匀而各向同性的、变形均匀的,以及某些数学近似处理33. 影响金属塑性流动与变形的主要因素有哪些六、计算题1. 已知一点的应力状态⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1000...155......12ij σ10MPa ,试求该应力空间中x-2y+2z=1的斜面上的正应力n σ和切应力n τ为多少 答案31=V ,32-=m ,32=n2. 已知变形体某点的应力状态为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=015151520015010ij σ (1) 将它分解为应力球张量和应力偏张量 (2) 求出主应力1σ、2σ、3σ的值各为多少(3) 求出八面体正应力8σ和八面体剪应力8τ的值个为多少;3. 试用滑移线法求光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料时的极限载荷P 如图所示;设冲头宽度为2b,长为l,且l b 2≥;4. 某理想塑性材料,其屈服应力为100N/mm 2 ,某点的应力状态为ij σ =求其主应力,并将其各应力分量画在如图所示的应力单元图中,并判断该点处于什么状态弹性/塑性;应力单位 N/mm 2 ;{提示:σ3-15σ2+60σ-54=0可分解为:σ-9σ2-6σ+6=0};ZXY因此,该点处于弹性状态;5. 已知一点的应力状态10100015520⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ij σMPa,试求该应力空间中122=+-z y x 的斜截面上的正应力n σ和切应力n τ为多少6. 对于oxyz 直角坐标系,受力物体内一点的应力状态为:505050505ij σ-⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭MPa1画出该点的应力单元体;2试用应力状态特征方程求出该点的主应力及主方向; 3求出该点的最大切应力、八面体应力、等效应力;7. 在直角坐标系中,已知物体内某点的应力张量为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=01001-001010-001ij σMPa ; 4 23 答案。

流体的运动规律

1、水平管中压强与流速的关系
1 2 v p 恒量 2
(1)空吸现象
Sv 恒量
截面积小,流速大,压强小;
截面积大,流速小,压强大。
(2)汾丘里流量计
汾丘里流量计所用的原理:应用水平管中流速和压强 的关系可以测量流体的流速或流量。
1 2 1 2 v1 p1 v 2 p2 2 2
理想流体在流管中作稳定流动时单位体积的动能 和重力势能以及该点的压强之和为一常量,称为伯 努利方程 (Bernoulli equation)。 伯努利方程的成立条件是: (1) 理想流体; (2) 稳定流动; (3) 沿同一流线; (4) 重力场(或类似的其它保守力场)的作用。
二、伯努利方程的应用
解:
vr 1.05 103 0.25 1102 Re 750 3 3.5 10
层流
三、粘性流体的伯努利方程
1 2 1 2 P v1 P2 gh2 v2 E12 1 gh1 2 2
在粗细均匀的水平流管中运动时, h1=h2,v1=v2
v r
Re < 1000时,流体在管内作层流; Re > 2000时,流体在管内作湍流;
1000 < Re < 2000,流动状态不稳定,为过渡流。
例:设主动脉半径为1cm,血液的粘度为3.5×10-3 Pa.s , 若以0.25m/s的平均流速通过主动脉 .试求雷诺数Re并判
定运动状态(血液密度为1.05×103 Kg/m3 )。
计示压强:p p0
3.两端等压的管中流速与高度的关系 伯努利方程式简化为 1 2 v gh 恒量 2 小孔流速:
vB 2g (hA hB ) 2gh

摩擦学

摩擦学润滑剂的粘度是决定润滑膜厚度的主要因素:流体动压润滑,润滑膜的厚度与润滑剂的粘度成正比;弹性流体动压润滑,润滑膜的厚度与润滑剂粘度的0.7次方成正比。

以点线接触的弹性流体动压润滑性能主要取决于润滑剂的流变性能。

根据润滑膜的形成原理和特征, 润滑状态可以分为: (1)流体动压润滑; ( 2 ) 流体静压润滑; ( 3 ) 弹性流体动压润滑(简称弹流润滑) ; (4) 薄膜润滑; (5)边界润滑; (6)干摩擦状态等6 种基本状态。

流体润滑。

包括流体动压润滑和流体静压润滑, 主要是应用粘性流体力学和传热学等来计算润滑膜的承载能力及其他力学特性。

在弹性流体动压润滑中, 由于载荷集中作用, 还要根据弹性力学分析接触表面的变形以及润滑剂的流变学性能。

对于边界润滑状态, 则是从物理化学的角度研究润滑膜的形成与破坏机理。

薄膜润滑兼有流体润滑和边界润滑的特性。

而干摩擦状态中, 主要的问题是限制磨损,它将涉及到材料科学、弹塑性力学、传热学、物理化学等内容。

流体粘度动力粘度:由于流体的粘滞性, 在相互滑动的各层之间将产生切应力即流体的内摩擦力, 由它们将运动传递到各相邻的流体层, 使流动较快的层减速, 而流动较慢的层加速,形成按一定规律变化的流速分布。

τ= ηγ其中,τ为切应力, 即单位面积上的摩擦力,τ= F/ A;γ为切应变率τ= ηd ud z式中, 比例常数η定义为流体的动力粘度,动力粘度是切应力与速度梯度之比。

在国际单位制( SI) 中, 它的单位为N·s/ m2 或写作Pa·s。

实践证明:在一般工况条件下的大多数润滑油特别是矿物油均属于牛顿流体性质。

运动粘度在工程中, 常常将流体的动力粘度η与其密度ρ的比值作为流体的粘度, 这一粘度称为运动粘度, 常用ν表示。

运动粘度的表达式为ν= η/ρ运动粘度在国际单位制中的单位用m2/ s。

非牛顿体在通常的使用条件下, 润滑油可以视为牛顿流体。

润滑油的剪切应力与摩擦力

润滑油的剪切应力与摩擦力
润滑油的剪切应力与摩擦力有关。

液体的流动是许多极薄的流体层之间的相对滑动。

假设在流体表面上有一块面积为A的平板,在力F的拉动下以匀速U 运动,此时各个流体层之间就会产生内摩擦力,从而向下牵动其他流体层滑动。

各个流体层滑动的速度呈线性分布,也就是说任意一个流体层的速度u与其所在高度h的比值都等于平板的速度U与流体整体高度H的比值,这个比值称为“切应变率”。

此外由于平板匀速运动,它受到的摩擦力就等于拉动平板的力F,这个力与平板面积A的比值称为“切应力”。

把切应力除以切应变率就是流体的动力粘度,动力粘度再除以流体的密度就得到“运动粘度”。

对润滑油来说,运动粘度越大越粘稠,摩擦力越大。

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B c l a ar eon
Th eAme ia l geo r nCol c e f
或 非 线性 函数 表

过 一倍. 3对 取样机 构模型 设计 的简单化 因素 f)
的分析及其可行性 : , 吸附性能主 要是综合材 料 的吸水能力和 引

T n o n T n , rk A o a n se , e n , o g B o a g E i Jh n e s n L i Wa g
形态 也都很 适合放 入取 样空腔 , 时间 、运 输 受
7 8
等外 部因素对他 的吸附性 能影 响 比较 小.
总之, 通过对 以上实验的综合分析。以及对 9
Байду номын сангаас
黄华艺 . 胃液 蛋白质含量测定及 其临床意义 . 临床荟
基 1 9 ; 3: 8 — 8 9 8 1 5 55 6
Alx e and t r s erAs a a ,M a ourAhm adi ns an, ln A a F
M u ry Jn t a Co pe, tv e u o t ra , o ah n M o r Se eP B a m n ,
B in y ra W Flnn,a nd vi R Cum m i Da d S ng. w a d To r a M i a ur i e eS nt ni t e W r l SI egr e M uli e or at d ts ns M i ros t r or I c yS e f ndUS r a n t i land Om edi l Bi ca
电编 李琪 编辑 王晓瑜
IS 0937 N 1. 6/ 0 6 S N 10.0 9C 1 0 2 0年版权归世界胃肠病学杂志社 42 R

消息 ・
国 际会 议
Amer an Co l e o s r e t o o y i l c eg fGa to n er l g AASL 57 D t An u l—T e Lv rMe tn T na h ie e ig M 27 31Oc ob r 00 - t e 2 6 B s on MA ot , AASLD
世界华人消化杂志 2 0 年 1月8 第1 卷 第2 期 06 日 O 4 8
对测 量结果计算如表3 示: a 附量数据 3 参考文献 所 以2mi吸
为标准 , 根据 上表 来对 比各种材 料 吸附量 和稳 定性. 其中 越大说 明材料 的吸 附量也越大; 而。
越小, 表明每次吸 附量与平均值越 接近, 因此 吸
20 4947 0 0: 0 — 1
附的稳 定性越高.由表3 样本平均 值标准偏差 的
估计 值可 知。 线和德 制胶 棉 的吸附稳 定性 比 棉 较好 , 而其他4 种材 料均 比较 差, 且脱 脂棉和进 口抹 布 的稳定 性最 差, 大值 同最 小值 相差超 最

个参数一 黏度 来表
2 8 78
一名词 解释
流 变特 性 指 流体 的剪 切 应 力 与剪 切 应 变 率 之 间 的 关 系. 果两者的 如 关 系 呈 线 性 则 称 为牛 顿 流体 , 时 这 它 们 关 系 可 以 一
IS 0 93 7 C 416/ S N10 .0 9 N1.2 OR
Co grs e is 0 1 1 9 1 3 n esS re 2 0 : 4 — 5

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Etuko Ko va hi s ba s ,Ki e ng c r S ku a m Da yo ,I hio a m , Take v0S 0hi hiD .A new w i de— angl ew e vi e os o cr b i e nd c pi o otusng w dgeprs s / enain l i m . ntr t a o
An u inic n aI e t Sc i f
2 — 5 Oc o er 0 6 0 2 tb 0 2
L sVe a ,N a g s V 7 s 1t ACG n a i t c a d An u I eni n Sc i f
Po t r d a e Co r e sg a u t u s 2 - 5 Oc o er 0 6 0 2 tb 0 2 V e i n Ho e , a eg s Ne e a en t t l L s V a , v d a
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流 性 能好坏 , 只有 吸水 能力很强 的材 料才不 必
吸附到液体, 在本实验 的6 种材料 中只有进 口抹 6 布和德 制胶 棉有很 强 的吸水 能力, 种材料 的 两
■同行评 价
本 文 研 究 的 内容 是 重要 的 , 比较 也 新, 通过研 究得 出 了一 定 的 数 据 与 结果. 提供 了有意 义 的 信 息 . 文 具 本 有科 学性 与 一 定 的创 新 性 .
以上 几种 因素讨论 表 明: 德制胶 棉 在各个 因素 1 周银生, 0 吴江红 , 朱永清, 程西云, 韦云隆. 人体胃液 的 流变性能研究, 润滑与密封 2 0 :73 0 33-8 上都 有 明显 的优 势, 较适 合作 为胶囊 取样机 构 的吸附材料 .
1 黄长 艺, 文祥, 1 卢 熊诗波 .机械工程测量与试验技术. 北京: 机械工业出版社 20 :-0 0042
孙立宁, 刘品宽, 吴善强, 刘涛 管内移动微 型机器人 研究与发展现状. 光学精密工程 20;1 2— 2 031: 6 3 3 3 皮喜 田, 郑小林 . 于的消化道微 型诊 疗系统研究进 基 展. 中国医疗器械信息 20;11— 051:8 0 2 王亚珍 , 朱文坚, 黄平 胶囊式 胃肠道取样微机 电系统 的设计研究. 现代制造工程 20;:6 8 0451— 1
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