湘潭大学考试试卷2009金属塑性成形原理
2009材料成型原理B卷答案及评分标准----科技学院(1)
南昌大学 科技学院2009～2010学年第一学期期末考试《塑性成形原理》试卷B 答案及评分标准一、 填空题(每空2 分，共 20 分)1. 面心立方；体心立方；密排六方。
.2. 最大剪切应力；等效应力。
3. 非线性的；不重合。
4. 抑制；阻碍或抑制；抵消或消除。
二、 名词解释（每小题5分，共15分）1． 点的应力状态是受力物体内一点应力的完整描述，是用过受力物体内一点互相正交的三个微分面上的九个应力分量来表示该点的应力，由于切应力互等，故一点的应力状态取决于六个独立的应力分量。
2． 加工硬化金属的变形抗力随着塑性变形程度增加而增加的现象。
3． 静态再结晶当变形金属加热到较高温度时，将形成一些位错密度很低的新晶粒，这些晶粒不断增加和扩大，逐渐取代已变形的高位错密度的晶粒。
这一过程称为静态再结晶。
三、 简答题(10分)多晶体的塑性变形有哪些方式？答；多晶体的塑性变形有晶内变形和晶间变形两种。
晶内变形的主要方式是滑移和孪生；晶间变形主要表现为晶粒之间的相互作用和转动。
四、 计算题(20分)已知物体中某点的应力张量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=805512010010100ijσ，试将其分解为应力球张量和应力偏张量，并求应力偏张量的第一不变量'1J 。
解：100380120100=++=m σ（7分）ρρπρπρρρπεθd d =-+=22)(2θρσσ=02=+hd d τρσρρρερd =m ij ij ijσδσσ+=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=∴'1000010000010020552010010100 (8分) 0'3'2'1'1=++=σσσJ (5分)五、 判断题(15分)解：()s s s s σσσσσσ<=---=-8.02.14.031 （10分） 弹性状态（5分）六、 分析计算题(20分)图示圆柱坯料在平行砧板间镦粗，设砧板与坯料间的摩擦力为2s K στ==，试用主应力法求镦粗变形力P 。
金属塑性成形原理_总复习
一、1.加工硬化指经过塑性变形后，金属内部的组织结构和物理力学性能发生改变，其塑性、韧性下降，强度、硬度增加，继续变形的力提高的现象。
2.加工硬化的后果：强度提高，增加设备吨位；塑性下降，降低变形程度，增加变形工序和中间退火工序；强化金属材料（不能热处理的），提高金属零件的强度，改善冷塑性加工的工艺性能。
3.措施：经冷塑性变形后金属产生加工硬化，如将变形后的金属加热到一定温度，又将产生软化，塑性韧性提高，强度硬度降低，即产生回复和再结晶—静态回复和再结晶。
二、1.金属的塑性指固体金属在外力的作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。
塑性是一种状态、而不是一种性质2.塑性的影响因素○1变形温度对塑性的影响变形温度对塑性影响显著，总趋势：温度升高、塑性增加。
三个脆区低温脆区（蓝脆区）中温脆区高温脆区主要原因：回复和再结晶消除加工硬化降低临界切应力，增加滑移系金属的组织结构发生变化增强热塑性作用加强晶界滑动作用○2变形速度对塑性的影响增加变形速度会使金属晶体的临界切应力升高，使塑性降低增加变形速度，温度效应显著，金属温度升高，使塑性提高增加变形速度，由于没有足够的时间进行回复和再结晶，使塑性降低工艺过程中一般希望提高变形速度降低摩擦改善不均匀性减少热量损失增强惯性流动○3应力状态对塑性的影响主应力状态中，压应力个数越多，数值越大，金属的塑性越好；拉应力个数越多，数值越大，金属的塑性越差。
原因拉应力促进晶间变形，加速晶界破坏；三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤；而拉应力则相反，它促使损伤的发展；压应力有利于抑制和消除晶体中塑性变形产生的各种微观破坏，拉应力相反；三向压应力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力。
○4金属的化学成分和组织结构对塑性的影响晶格类型的影响面心立方晶格结构：塑性较好体心立方晶格结构：塑性较差密排六方晶格结构：塑性较差组织结构的影响单相组织塑性较好塑性相近 — 影响小多相组织 脆性相网状分布，塑性显著降低 塑性差别大 脆性相片状层状分布，影响小 脆性弥散均匀分布，无影响 晶粒 — 晶粒细小有利于提高塑性铸态组织 — 铸态组织中的粗大柱状晶粒、偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷，以及组织不均匀性将显著降低金属的塑性 3.提高金属塑性的途径合理选择变形温度与变形速度 合理选择变形方式提高金属材料成分和组织的均匀性 减小不均匀变形三、金属的变形抗力及其影响因素金属受外力而变形，抵抗变形的力 — 变形抗力 变形的难易程度 单位流动应力变形抗力的影响因素：化学成分、组织结构、变形温度、变形速度、变形程度、应力状态四、金属的超塑性：延伸率达＝100％～2000％ 结构超塑性（微细晶粒超塑性）动态超塑性（相变超塑性）超塑性的变形机制：晶界滑动与扩散蠕变联合机制五、塑性力学的基本假设:变形体连续、变形体均质和各向同性、变形体静力平衡、体积力和体积变形不计。
成型原理期末考试卷
成型原理期末考试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 成型原理中，以下哪个不是常见的成型方法？A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 热处理2. 金属材料在成型过程中，哪种现象不属于材料的塑性变形？A. 拉伸B. 压缩C. 断裂D. 弯曲3. 在冷成型过程中，材料的塑性变形主要发生在：A. 表面层B. 内部层C. 整个材料D. 边缘部分4. 金属的塑性变形能力与下列哪个因素无关？A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 材料的硬度D. 材料的密度5. 以下哪种成型方法适用于制造精密零件？A. 铸造B. 锻造C. 冷挤压D. 热处理二、填空题（每空1分，共10分）1. 成型原理中的“三要素”是________、________和________。
2. 金属材料在成型过程中，塑性变形的实质是________的重新排列。
3. 金属材料的塑性变形能力可以通过________来提高。
4. 在冷成型过程中，材料的塑性变形通常发生在________。
5. 成型过程中，材料的塑性变形能力与材料的________有关。
三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述金属成型过程中常见的缺陷及其产生原因。
2. 描述冷成型与热成型的主要区别。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一块钢板的厚度为5mm，宽度为200mm，长度为1000mm，材料的屈服强度为250MPa。
若要将钢板冷弯成半径为500mm的圆弧，请计算所需的最小弯曲力。
2. 假设有一块长方体材料，其尺寸为100mm×100mm×200mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。
若对该材料进行拉伸试验，当拉伸力达到材料的屈服点时，试计算材料的伸长量。
五、论述题（共20分）1. 论述金属成型过程中的微观组织变化对材料性能的影响。
六、案例分析题（共10分）1. 给出一个实际的金属成型案例，分析其成型工艺的选择、成型过程中可能出现的问题以及解决方案。
塑性成形原理试卷
2017年塑性成型原理复习大纲一、 填空题(每空1分，共20分)1. 金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为 。
2. 按照成形的特点，一般将塑性成形分为 和 两大类。
3. 多晶体的塑性变形包括： 和 。
4. 冷塑性变形的主要机理: 和 。
5. 作用于金属的外力可分为体积力和 。
6. 晶内变形的主要方式和单晶体一样为 和 。
7. 冷态变形条件下，多晶体的塑性变形主要是 ，起次要作用的是 。
P10 倒数第二段8. 晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小,金属的塑性越 。
P10 9. 由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织,称为 。
P1710. 弹性状态下，应变与应力呈线性关系，故应变主轴始终与应力主轴 。
11. 塑性成形过程中摩擦的性质是复杂的，目前关于摩擦产生的原因有三种学说，即 、 、和 。
12. 主应力法的实质是将 和 联立求解。
13. 金属在塑性成形时，根据坯料与工具的接触表面之间的润滑状态的不同，可以把摩擦分为三种类型，即 、 和 。
14. 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。
P4015. 塑性指标是以材料开始破坏时的 来表示，通过拉伸试验可以得到的两个塑性指标是 和 。
P40 16. 应变状态对金属的塑性有一定的影响，一般认为， 应变有利于塑性的发挥，而 应变则对塑性不利。
P5317. 金属热塑性变形机理主要有： 、 、 和扩散蠕变等。
18. 按照成形的特点，一般将塑性成形分为 和 两大类。
19. 切应力互等定律为 ； ； 。
P6120. 主应力图共有 种，其中三向应力状态的四种，两向应力状态的 种，单向应力状态的 种。
P68 21. 等效应力，取八面体切应变绝对值的23倍所得之参量称为~，也称为 或 。
（次序可以颠倒）P7322. 应力莫尔圆上平面之间的夹角是实际物理平面之间夹角的 。
p77 23. 用对数应变表示的体积不变条件为: 。
塑性成形原理习题及答案
一、名词解释（每题3分，共15分）1．非均质形核答：液态金属中新相以外来质点为基底进行形核的方式。
2．粗糙界面与光滑界面答：粗糙界面：a≤2，固液界面上有一半点阵位置被原子占据，另一半位置则空着，微观上是粗糙的；光滑界面：a＞2，界面上的位置几乎被原子占据，微观上是光滑的。
3．内生生长与外生长答：内生生长：晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式外生生长：在液体内部生核自由生长的生长方式。
4．沉淀脱氧答：沉淀脱氧是指将脱氧元素（脱氧剂）溶解到金属液中与FeO直接进行反应而脱氧，把铁还原的方法。
5．缩孔缩松答：缩孔：纯金属或共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞；缩松：具有宽结晶温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔。
二、填空（每空1分，共15分）1．液体原子的分布特征为长程无序、短程有序，即液态金属原子团的结构更类似于固态金属。
2．界面张力的大小与界面两侧质点结合力大小成反比。
衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小。
润湿角越小，说明界面能越小.3．金属结晶形核时，系统自由能变化△G由两部分组成，其中相变驱动力为体积自由能的降低，相变阻力为表面能的升高。
4．一般铸件的宏观组织由表面细晶区、柱状晶区和内部等轴晶区三个晶区组成。
5．根据熔渣随温度变化的速率可将焊接熔渣分为“长渣”与“短渣”。
“长渣”是指随温命题教师注意事项：1、主考教师必须于考试一周前将试卷经教研室主任审批签字后送教务科印刷。
2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。
6．金属中的气孔按气体来源不同可分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。
三、间答（每题5分，共30分）1．铸件的凝固方式及影响因素。
答：铸件凝固方式：体积凝固，中间凝固和逐层凝固方式影响因素包括：金属的化学成分和结晶温度范围大小、铸件断面上的温度梯度。
2．用图形表示K0＜1的合金铸件单向凝固时，在以下四种凝固条件下所形成的铸件中溶质元素的分布曲线：（1）平衡凝固；（2）固相中无扩散而液相中完全混合；（3）固相中无扩散而液相中只有扩散；（4）固相中无扩散而液相中部分混合。
《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<ν4. 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。
金属塑形成形原理实验
第二部分金属塑性成形原理实验实验一拉伸实验：绘制真实应力—应变曲线一、实验目的掌握单向静力拉伸真实应力—应变曲线的绘制方法，二、实验原理根据位伸图的P-△L曲线，建立条件应力σ与相对伸长ε关系曲线：σ=P/ F0 (1)ε=△L/ L0(2)式中：P为拉伸载荷；F0为试样原始截面积；△L为试样伸长值；L0为试样标距长度；根据σ—ε关系曲线绘制以对数应变表示的真实应力—应变曲线：在出现缩颈之前：条件应力S=σ（1+ε）对数应变∈=ln（L/L0）=ln（1+ε）在出现缩颈之后，对数应变∈由式（4A）计算，真实应力S由（S）计算：E=LN（FS/F）（4A）S=σ（1+ε）/（1+d/8ρ）（S）式中d为缩颈处试样截面积：ρ为缩颈处试样外形的曲率半径。
三、实验设备、工具和试样1．实验设备：WI—60型液压万能材料试验机。
2．工具：游标卡尺；圆规；手锤；冲子；3．试样：每组两件，材料；15钢（或低碳钢）；四、实验步骤1．在试样上标定标距L0=100MM，用游标卡尺测量试样直径并记录。
2．在材料试验机上进行拉伸试验，并记录P—△L曲线。
3．测量拉伸试样出现缩颈后的d和ρ的三个瞬时值。
4．记录最大拉伸力P max和试样断裂时的伸长△L断，试样断裂后的直径。
五．记录数据及实验报告内容1．记录数据：（1）记录下表数据（2）记录P—△L曲线2．实验报告内容（1）简要说明实验目的、步骤，列出实验所获得的数据。
（2）绘制真实应力—应变曲线。
（3）说明所获得的真实应力—应变曲线塑性失稳点的特性。
（4）写出所获得的真实应力—应变曲线的经验方程（5）对本实验的讨论和改进意见。
金属塑性成形原理模拟题
⾦属塑性成形原理模拟题⼀、填空题：（每题 3 分，共计 30 分）1. 塑性是指： _ 在外⼒作⽤下使⾦属材料发⽣塑性变形⽽不破坏其完整性的能⼒。
2. ⾦属的超塑性可分为细晶超塑性和相变超塑性两⼤类。
3. ⾦属单晶体变形的两种主要⽅式有：滑移和孪⽣。
4. 影响⾦属塑性的主要因素有：化学成份，组织，变形温度，应变速率，变形⼒学条件。
5. 等效应⼒表达式：。
6. 常⽤的摩擦条件及其数学表达式：库伦摩擦条件，常摩擦条件。
7.π平⾯是指：通过坐标原点并垂于等倾线的平⾯，其⽅程为 __。
8.⼀点的代数值最⼤的 __ 主应⼒ __ 的指向称为第⼀主⽅向，由第⼀主⽅向顺时针转所得滑移线即为线。
9. 平⾯变形问题中与变形平⾯垂直⽅向的应⼒σ z =10. 在有限元法中：应⼒矩阵 [S]= ，单元内部各点位移 {U}=⼆、简答题（共计 30 分）1. 提⾼⾦属塑性的主要途径有哪些？（ 8 分）答：提⾼⾦属塑性的途径有以下⼏个⽅⾯：(1) 提⾼材料成分和组织的均匀性；…… 2'(2) 合理选择变形温度和应变速率；…… 2'(3) 选择三向压缩性较强的变形⽅式；…… 2'(4) 减⼩变形的不均匀性。
…… 2'2. 纯剪切应⼒状态有何特点？（ 6 分）答：纯剪切应⼒状态下物体只发⽣形状变化⽽不发⽣体积变化。
…… 2'纯剪应⼒状态下单元体应⼒偏量的主⽅向与单元体应⼒张量的主⽅向⼀致，平均应⼒。
…… 2'其第⼀应⼒不变量也为零。
…… 2'3. 塑性变形时应⼒应变关系的特点？（ 8 分）答：在塑性变形时，应⼒与应变之间的关系有如下特点：(1) 应⼒与应变之间的关系是⾮线性的，因此，全量应变主轴与应⼒主轴不⼀定重合。
…… 2'(2) 塑性变形时，可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松⽐。
……2'(3) 对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应⼒就是报载时的屈服应⼒，⽐初始屈服应⼒要⾼。
金属塑性成型原理部分课后习题答案__俞汉清主编
第三章2.叙述下列术语的定义或含义：①张量：由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量所组成的集合称为张量；②应力张量：表示点应力状态的九个分量构成一个二阶张量，称为应力张量； .ζηη.x xy xz③应力张量不变量：已知一点的应力状态④主应力：在某一斜微分面上的全应力S和正应力ζ重合，而切应力η=0，这种切应力为零的微分面称为主平面，主平面上的正应力叫做主应力；⑤主切应力：切应力达到极值的平面称为主切应力平面，其面上作用的切应力称为主切应力⑥最大切应力：三个主切应力中绝对值最大的一个，也就是一点所有方位切面上切应力最大的，叫做最大切应力ηmax⑦主应力简图：只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图：⑧八面体应力：在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八面体，正八面体的每个平面称为八面体平面，八面体平面上的应力称为八面体应力；⑨等效应力：取八面体切应力绝对值的3倍所得之参量称为等效应力⑩平面应力状态：变形体内与某方向垂直的平面上无应力存在，并所有应力分量与该方向轴无关，则这种应力状态即为平面应力状。
实例：薄壁扭转、薄壁容器承受内压、板料成型的一些工序等，由于厚度方向应力相对很小而可以忽略，一般作平面应力状态来处理11)平面应变状态：如果物体内所有质点在同一坐标平面内发生变形，而在该平面的法线方向没有变形，这种变形称为平面变形，对应的应力状态为平面应变状态。
实例：轧制板、带材，平面变形挤压和拉拔等。
12)轴对称应力状态：当旋转体承受的外力为对称于旋转轴的分布力而且没有轴向力时，则物体内的质点就处于轴对称应力状态。
实例：圆柱体平砧均匀镦粗、锥孔模均匀挤压和拉拔(有径向正应力等于周向正应力)。
3.张量有哪些基本性质？①存在张量不变量②张量可以叠加和分解③张量可分对称张量和非对称张量④二阶对称张量存在三个主轴和三个主值4.试说明应力偏张量和应力球张量的物理意义。
应力偏张量只能产生形状变化，而不能使物体产生体积变化，材料的塑性变形是由应力偏张量引起的；应力球张量不能使物体产生形状变化(塑性变形)，而只能使物体产生体积变化。
塑性成型原理 塑性影响因素-外部因素
影响金属塑性的外部因素通过改变应力状态提高源自属塑性包覆钢板后的塑性成型
塑性成型示意图
影响金属塑性的外部因素
静水压力对提高金属塑性的良好影响
均质流体作用于一个物体上的压力； 这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位
1. 拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压 应力使晶间变形困难
2. 三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种 损伤
无氧铜 Qsn6.5-0.4
超硬铝合金
晶粒粗大化 金属间化合物
析出物 第二相
影响金属塑性的外部因素
2.应变速率
塑性成形设 备工作速度
水压机 1-10cm/s 机械压力机 30-100cm/s 通用锻锤 500-900cm/s
✓a-b: 加工硬化>软化 热效应
应变速率对塑性影响的示意图
✓c-d: 加工硬化<软化 热效应
➢ 影响塑性的内部因素
➢影响金属塑性的外部因素
➢ 提高金属塑性的主要途径
影响金属塑性的外部因素 1．变形温度
碳钢的塑性随温度变化图
影响金属塑性的外部因素
金属塑性 增高区
1区（100-200℃ ）---原子热振动能力 2区（700-800℃ ）---回复和再结晶 3区（950-1250 ℃）---均匀一致奥氏体
3. 消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响 4. 减轻不均匀变形而引起的附加拉应力
有没有不足之处？
影响金属塑性的外部因素 4．应变状态（变形状态）
轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？
主应变图对金属中缺陷形态的影响
影响金属塑性的外部因素 5．不连续变形的影响（变形程度） 6．尺寸因素的影响 7．其他（介质、气氛等）
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说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。 （第 1 页 共 7 页） 湘潭大学200 9 年 下 学期20 07 级《 金属塑性成形原理》课程考试-答卷 （A卷） 适用年级专业 材料成型及控制工程（模具方向）
考试方式闭卷 考试时间 120 分钟
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 阅卷 教师 得 分 ………………………………………………………………………………………………………………
一、填空题（每空1分，共20分）
1、.主变形图取决于 偏应力 ，与 球应力 无关。 2、第二类再结晶图是 变形温度 、 变形程度 与 再结晶晶粒大小 关系图。 3、动态再结晶是指 在热变形过程中在应力作用下 的再结晶。 4、主变形图有 3 种，各主应变分量必须满足条件是： 。 5、把材料简化为理想刚塑性体是忽略了材料的 弹性变形 和 加工硬化 。 6、金属塑性加工的热力学条件是指 变形温度 、 变形程度 、 变形速度 。 7、对于强化材料，当应力状态点沿着屈服表面上运动时，称作 中性变载 ，此时有 弹性 变形，而无新的 塑性 变形。
8、平面应变问题（设Z方向不变形）的力学特点是τzx=τzy= 0 ， σz=σm=σ2= _____________________________
_______________。
9、按照超塑性实现的条件，可将超塑性分为细晶超塑性和 相变超塑性 两类。 10、简单加载时，各应力分量 成比例 增加。
得 分 制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名
：：
审核日期：
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………装…………………… 订……………………线………………………………………………………………… 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。
（第 2 页 共 7 页） 二、简答题（共15分） 1、冷热变形形成的纤维组织有何异同？如何消除？（4分）
答：相同：冷热变形纤维组织都是沿纤维方向强度高，使材料呈各向异性。（1分）
不同： 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。（1分） 消除措施： 冷变形纤维组织用完全再结晶退火。（1分） 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。（1分） 2、什么是动态回复和动态再结晶？铝合金等高层错能金属在热变形过程中为何不易发生动态再结晶？（4分） 答：一般将热变形过程中，在应力状态作用下所发生的回复与再结晶过程称为动态回复和动
态再结晶，以区别冷变形后退火过程中、热变形的各道次之间以及热变形后在空气中冷却时所发生的、属于静态的回复与再结晶过程。（2分） 铝合金等高层错能金属，扩展位错宽度小，不全位错易束集，在热变形过程中位错的交滑移和攀移很容易进行，产生充分的动态回复，致使剩余的形变储能不足以引发动态再结晶。因此，通常认为动态回复为这类金属在热变形过程中的主要或惟一软化机制。（2分） 3、 画出挤压、拉拔、平辊轧制三种加工方式的变形力学图。对于低塑性材料开坯，选用那一种方式有利于塑性发挥。（4分）
答：主应力图：（2分）
挤压 拉拔 平辊轧制 主应变图：（1分）
挤压 拉拔 平辊轧制 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。（1分）
4、 应力张量不变量和应力偏量不变量123,,JJJ的物理意义各是怎样的？（3分） 答：1J：反映了变形体体积改变的剧烈程度。（1分）
2J：反映了变形体形状改变的剧烈程度。（1分）
3J：反映了塑性变形的类型。（1分）
三、（共20分）已知变形体某点的应力状态为：8 -4 0 -4 -2 0 0 0 -5ijKg2：
1）画出单元体受力图。（4分） 2）求主应力（σ1，σ2，σ3）和主剪应力（τ12，τ23，τ31）。（4分） 3）作三向应力莫尔圆，并将上述计算结果标在应力莫尔圆上。（4分）
4）材料屈服极限σs=10kg/mm2,试用Tresca和Mises准则分别判断该点处是否已经屈服？（4分）
5）若材料应力应变曲线方程为σ=20ε0.5,试按全量理论求该点的主应变（ε1,ε2,ε3）。（4分）
得 分 得 分 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。
（第 3 页 共 7 页） 解： (1) 该点的应力单元体如下图所示（4分） (2) 由应力状态可知，Z面上无剪应力，故z为一主应力。又因2xyz，
故题中的应力状态为平面应变问题应力状态，z为中间主应力2。 另外两个主应力可直接利用平面应力问题主应力求解方法进行计算。
22221,308282()()(4)102222xyxyxy
所以，1230,510， (Kg/mm2） （3分） 主剪应力为： 233112
1,22,33,12.5,2.5,5222
(Kg/mm2）（1分）
(3) 三向应力莫尔圆如下图所示 （4分） (4) Tresca准则：2130(10)=10Kg/mms
，该点正好屈服。
Mises准则：2221223311[()()()]532s
,
该点还未屈服。（4分）
(5) 由0.520可得：2()0.1875,46.220所以： E=
σ τ
2311
3122
1233
10.162E210E210.1624E2（）=
（）=（）=-（分） 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。
（第 4 页 共 7 页） 四、(10分) 已知棒料的真实应力应变曲线可用方程4.030S表示，若棒料已承受
条件应变ε=0.25的拉伸变形，问： 1)这种拉伸是不是均匀伸长？为什么？(2分) 2)现将它继续拉伸到失稳状态，还要承受多大的条件应变ε？(2分) 3)棒料开始失稳时，横截面上的真实应力为多少？(3分)
4)这种材料的强度极限σb是多少？(3分) 解：
1）失稳时的真实应变为0.4
bЄn
当条件应变为ε=0.25时，真实应变为:1ln(1)ln(10.25)0.223Є 由于10.4Єn，故这种拉伸是均匀伸长。（2分） 2）拉伸至失稳时的真实应变为0.4
bЄn
，还需承受的真实应变为:
20.40.2230.177Є 故所需承受的真实应变为: 20.1772110.194Єee （2分） 3)棒料开始失稳时，横截面上的真实应力为： 0.40.40.43030300.420.79()bbSЄMPa
（3分）
4）这种材料的强度极限σb为:
0.420.7913.94()bbbЄsMPaee （3分）
得 分 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。
（第 5 页 共 7 页） 拉延过程的变形区及凸缘部分基元体上的作用力 五、（8分）模壁光滑平面正挤压的刚性块变形模式如下图所示。 1) 试作出其速端图。（4分） 2) 计算其上限载荷P和单位挤压力p。（4分） 解： （1） 速端图如下图所示： （4分）
（2） 设单位挤压力为p，挤压速度为单位速度1，挤压板厚度为单位厚度1，根据上限原理有： 1[][212222]63(3pHKABabADadOAoaKKpK所以 分）
上限载荷 2112PpHK (1分）
六、（15分）板料拉深某瞬间如右图所示，忽略
凸缘变形时的摩擦力及在厚度方向的压应力σt，试用主应力法求解其凸缘变形区的应力分布（包括径向应力σr
及切向应力σθ）？（注：为简化计算，可不考虑变形区的加工
硬化，且β近似取1.1）
得 分 得 分 平面正挤压刚性块变形模式