金屬塑性成形原理習題集

本文格式為Word版，下載可任意編輯——金屬塑性成形原理習題集

《金屬塑性成形原理》習題集

運新兵編

模具培訓中心

二OO九年四月

《金屬塑性成形原理》習題集

第一章金屬的塑性和塑性變形

1．什么是金屬的塑性？什么是變形抗力？

2．簡述變形速度、變形溫度、應力狀態(tài)對金屬塑性和變形抗力的影響。如何提高金屬

的塑性？

3．什么是附加應力？附加應力分幾類？試分析在凸形軋輥間軋制矩形板坯時產(chǎn)生的

附加應力？

4．什么是最小阻力定律？最小阻力定律對分析塑性成形時的金屬滾動有何意義？5．塑性成形時，影響金屬變形和滾動的因素有哪些？各產(chǎn)生什么影響？

6．為什么說塑性成形時金屬的變形都是不均勻的？不均勻變形會產(chǎn)生什么后果？7．什么是剩余應力？剩余應力有哪幾類？會產(chǎn)生什么后果？如何消除工件中的剩余應

力？

8．摩擦在金屬塑性成形中有哪些消極和積極的作用？塑性成形中的摩擦有什么特點？9．塑性成形中的摩擦機理是什么？

10．塑性成形時接觸面上的摩擦條件有哪幾種？各適用于什么狀況？11．塑性成形中對潤滑劑有何要求？

12．塑性成形中常用的液體潤滑劑和固體潤滑劑各有哪些？石墨和二硫化鉬如何起

潤滑作用？

其次章應力應變分析

1．什么是求和約定？張量有哪些基本性質(zhì)？

2．什么是點的應力狀態(tài)？表示點的應力狀態(tài)有哪些方法？

3．什么是應力張量、應力球張量、應力偏張量和應力張量不變量？4．什么是主應力、主剪應力、八面體應力？5．什么是等效應力？有何物理意義？

6．什么是平面應力狀態(tài)、平面應變的應力狀態(tài)？7．什么是點的應變狀態(tài)？如何表示點的應變狀態(tài)？

8．什么是應變球張量、應變偏張量和應變張量不變量？9．什么是主應變、主剪應變、八面體應變和等效應變？10．說明應變偏張量和應變球張量的物理意義？

11．塑性變形時應變張量和應變偏張量有和關(guān)系？其原因何在？12．平面應變狀態(tài)和軸對稱狀態(tài)各有什么特點？13．已知物體中一點的應力分量為?ij?50??50???801

500?7580?1??75，試求方向余弦為l?m?，?2??30?《金屬塑性成形原理》習題集

n?12的斜面上的全應力、正應力和剪應力。

?10??0????100?100?10??0，求其主應力、主剪應力、?10??14．已知物體中一點的應力分量為?ij八面體應力、應力球張量及應力偏張量。

15．設(shè)某物體內(nèi)的應力場為

23??6xy?C1x??32?y??C2xy?2?32?xy??C2y?C3xy???z??yz??zx?0??x試求系數(shù)C1、C2、C3。

16．某點處于平面應力狀態(tài)，已知其應力分量?x?20、?y??40、?xy??30，試利

用莫爾圓求主應力、主方向、主剪應力及最大剪應力。17．設(shè)物體在變形過程中某一極短時間內(nèi)的位移場為

u??10?0.1xy?0.05z??10v??5?0.05x?0.1yz??10w??10?0.1xyz??10?3?3

?3

試求：點A（1，1，1）的應變分量、應變球張量及球張量、主應變、等效應變。

第三章屈服準則

1．何謂屈服準則？常用的屈服準則有哪兩個？如何表達？寫出其數(shù)學表達式。

2．解釋以下概念，并繪出其真實應力-應變曲線：理想彈塑性材料、彈塑性硬化材料、理想

剛塑性材料、剛塑性硬化材料。

3．兩個屈服準則有何區(qū)別？在什么狀態(tài)下兩個屈服準則一致？什么狀態(tài)區(qū)別最大？4．什么是屈服表面？什么是屈服軌跡？

5．兩個屈服準則在主應力空間是什么形式？

6．什么是π平面？為什么說在π平面上的屈服軌跡更能表示出屈服準則的性質(zhì)？7．一直徑為φ50mm的圓柱形試樣在無摩擦的光滑平板間壓縮，當總壓力達到314kN

時試樣屈服?，F(xiàn)設(shè)在圓柱體周邊加上10Mpa的靜水壓力，試求試樣屈服時所需的總壓力。8．某理想塑性材料在平面應力狀態(tài)下的各應力分量為?x?75，?y?15，?z?0，

?xy?15（應力單位為MPa），若該應力狀態(tài)使材料屈服，試問該材料的屈服應力是

多少？

2

《金屬塑性成形原理》習題集

9．某理想塑性材料的屈服應力?s?100MPa，試分別用屈雷斯加及密席斯準則判斷下

列應力狀態(tài)處于什么狀態(tài)（是否存在、彈性或塑性）。

?100?0???00000??0?100???150?0???005000??0?50???120?0???001000??0?0???50?0???00?5000??0?0??10．一薄壁管承受拉扭的復合載荷作用而屈服，管壁受均勻的拉應力?和剪應力?，試

寫出這種狀況下的屈雷斯加和密席斯屈服準則表達式。

第四章本構(gòu)方程

1．塑性變形時應力應變有何特點？為什么說塑性變形時應力和應變之間關(guān)系與加載歷

史、加載路線有關(guān)？

2．什么是增量理論和全量理論？各作了什么假設(shè)？3．已知塑性狀態(tài)下某質(zhì)點的應力張量?ij??50??0???50?1500??0，應變分量d?x?0.1???350??5（?為一無限小量）。試求應變增量的其余分量。

4．有一薄壁管，材料的屈服應力為?s，承受拉力和扭矩的聯(lián)合作用而屈服?，F(xiàn)已知軸

向正應力分量?z??s2，試求剪應力分量?z?以及應變增量各分量之間的比值。

5．已知一點的主應力分量?1?5，?2?4，?3?3。試判斷該瞬時該點在三個主方向

上的伸長與縮短。

第五章真實應力-應變曲線

1．什么是包申格效應？什么是形狀硬化？

2．真實應力-應變曲線的簡化類型有哪寫？分別寫出其數(shù)學表達式。3．指數(shù)方程S?B?中n表示什么？有何意義？

4．用壓縮法求真實應力-應變曲線主要存在什么困難？如何解決？5．變形溫度和變形速度對真實應力-應變曲線有什么影響？

6．一直徑為φ10mm的黃銅試棒進行拉伸試驗，記錄下的最大載荷為27.5kN，出現(xiàn)縮

頸時的斷面收縮率ψ=20%，試求其真實應力-應變曲線方程。7．已知材料的應力-應變曲線方程為S?B?，直桿已有相對伸長ε=0.25，試問：相

對伸長再增加多少材料才能發(fā)生縮頸？

0.4

n

第六章塑性成形問題的解法

1．主應力法的基本原理和求解要點是什么？

2．實測和理論推導都證明，圓柱體鐓粗時接觸表面中心處壓應力?z最大，而邊緣處最

小，試從物理概念出發(fā)解釋此現(xiàn)象。

3

《金屬塑性成形原理》習題集

3．一圓柱體，側(cè)面作用有均布壓應力?0，試用主應力法求鐓粗力P和單位滾動應力p

（見下圖）。

4．一20號鋼圓柱毛坯，原始尺寸為φ50mm×50mm，在室溫下壓縮至高度h=25mm，

設(shè)接觸表面摩擦剪應力??0.2S。已知S?746?0.20Mpa，試求所需的變形力P和單位滾動壓力p。

5．用主應力法求開式?jīng)_孔過程中的壓下力P。

6．板料拉深某瞬間如下圖，試用主應力法求解其凸緣變形區(qū)的應力分布（注：為簡

化計算，可不考慮變形區(qū)的加工硬化，且β近似取1.1）。

7．什么是滑移線？什么是滑移線場？滑移線求解塑性成形問題的思路是什么？

8．為什么說滑移線法理論上只適用于解理想剛塑性材料的平面應變問題？在什么狀況

下平面應力問題也可以用滑移線求解？應注意什么？

9．滑移線法有哪