中南大学试题.doc

1、中南大学考试试卷2001 2002 学年第二学期 时间 110 分钟 金属塑性加工原理 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级 总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释（本题 10 分，每小题 2 分） 1.热效应 2.塑脆转变现象 3.动态再结晶 4.冷变形 5.附加应力二.填空题（本题 10 分，每小题 2 分）1.主变形图取决于 _，与 _无关。 2.第二类再结晶图是 _， _与_的关系图。 3.第二类硬化曲线是金属变形过程中_与_之间的关系曲线。 4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是 _，_ 。 5.出现细晶超塑性的条件是 _，_，_。三、判断

2、题（本题 10 分，每小题 2 分） 1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（ ），非晶机构（ ），孪生（ ），晶间滑动（ ）。 2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（ ），变形抗力愈低（ ）。 3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（ ）。 4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（ ）。 5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（ ）。 四、问答题（本题 40 分，每小题 10 分） 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.已知材料的真实应变曲线 ， A 为材料常数， n 为

3、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.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.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） 五、证明题（本题 10 分） 证明 Mises 塑性条件可表达成： 六、综合推导题（本题 20 分） 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 中南大学考试试卷答案 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

4、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。二.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5.稳定细晶（5m 以下）、一定的温度区间( )、一定的变形速度( ) 三、判断题（本题 10 分，每小题 2 分）1.()、()、()、()2.()、()3.()4.()5.() 四、问答题（本题 40 分，每小题 10 分） 1.答：对于低塑性材料的开坯采用挤压加工

5、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：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：六、推导题（本题 20 分）解：建立直角坐标系 xoy 如图，上下左右对称只研究第一象限中南大学考试试卷2002

6、2003 学年第二学期 时间 110 分钟 金属塑性加工原理 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷 专业年级材料 2000 级 总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释（本小题 10 分，每小题 2 分）1.热变形2.弹塑性共存定律3.动态再结晶4.附加应力5.热效应二、填空题（本题 22 分，每小题 2 分） 1.金属塑性加工时，工件所受的外力分为 _ 和 _ 2.主变形图有 _ 种，各主应变分量必须满足条件是： _ 3.应变速度是指_4.平面应变其应力状态的特点是 z _ 5.材料模型简化为理想刚塑性材料是忽略了材料的 _ 和 _ 6.压力加工中热力学条件是指_、_ 、_7.

7、第二类再结晶图是 _、_与_ 关系图。8.塑性图是_ 与_ 关系图。9.第二类硬化曲线是 _与 _关系曲线。10.金属在外力作用下发生变形要经历_、_、_三个阶段。11.金属塑性加工中常用的两个摩擦定律是_。三、判断题（本题 10 分，每小题 2 分）1.铝棒的加热温度为 ，即挤压时的变形温度为 。（ ）2.挤压时挤压杆的运动速度为 ，则挤压速度为 。（ ）3.冷变形时形成的变形织构就是冷变形时晶粒被拉长、压扁而形成的纤维组织.（）4.金属的塑性好，则变形抗力一定会小。（ ）5.冷变形即是室温下的变形。( )四、问答题（本题 36 分，每小题 6 分） 1. 应力张量不变量或应力偏量不变量 的

8、物理意义各是怎样的？ 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？ 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？4.冷热变形形成的纤维组织有何异同？如何消除？5.画出挤压、拉拔、锻压三种加工方式的变形力学图。对于低塑性材料开坏，选用那一种方式有利于塑性发挥。 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） 五、计算题（7 分）已知某点的应力状态，如下： Mpa 写出其张量分解方程及张量分解的物理意义？六、推导题（本题 15 分）按单一粘

9、着区考虑，用工程法推导出粗糙砧面压缩矩形薄板时的变形应力公：。（ 的大小为 ）中南大学考试试卷答案一、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2.3、 （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）4.5.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、

10、变形温度9.断面收缩率、真实应力10.弹性变形、塑性变形、断裂11.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）1.2.3.4.5.四、问答题（本题 36 分，每小题 6 分）1.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.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：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.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：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。