材料成型专业考研历年真题

03年攻读硕士学位争论生入学考试试题卷一一、问答与证明（5X10=50分）.何谓金属的塑性及变形抗力？并分析温度和应力状态对两者的影响。.塑性加工摩擦的特点及常见摩擦条件？试分析摩擦的利弊。.试导出汉基应力方程。该方程有何意义？.用拉伸和压缩试验绘制真实应力应变曲线各有何缺陷？如何修正和避开。.证明塑性变形时，变形体中正应变重量之和为零。二、计算与分析（5X20=100分）一1230一.一点的应力状态340试求：00-1（1）主应力；（2）最大剪应力及最大剪应力平面上的正应力；（3）等效应力;（4）应力球张量；（5）应力偏张量。.两端封闭的薄壁圆筒，半径为r,厚度为3受内压p及轴向拉应力。的作用，试写出Mises和Tresca屈服条件，并画出屈服条件图。.简述塑性应力应变关系特点，写出增量理论和全量理论并争论两者异同点。.粗糙平板间圆柱体傲粗的变形特点及端面上的应力、应变分布规律。常见缺陷及预防工艺措施？.无压边圆筒形件拉延时'凸缘局部为平面应力状态。设板厚为t,且不考虑摩擦力影响。试用主应力法求出凸缘局部的径向应力巴和切向应力。凡并分析提高质量的措施？卷二一.名词解释（每题3分，共27分）.外表张力和界面张力.粗糙界面和光滑界面.匀称形核与非自发形核.联生结晶.变质处理.集中脱氧.热应力.熔合比.微观偏析与宏观偏析二.简要回答以下问题（从以下10题中选做7题，每题9分）.简述凝固界面前沿液相中的温度梯度对纯金属长大方式的影响。.合金成分及温度梯度对铸件凝固方式（体积凝固或逐层凝固）的影响？.图1为平均成分为C。的长条铸件在几种不同凝固条件下从左向右凝固后成分分布的状况，指出各成分分布曲线所对应的凝固条件。08年攻读硕士学位争论生入学考试试卷一、名词解释1结构起伏2逐层凝固3伪共晶4孕育处理5微观偏析6真实应力7加工硬化8增量理论9滑移线二、填空题1液态金属结晶过程中，随着过冷度的增大，临界晶核半径（）、形核功（）、形核率（）02Jakson因子a可以作为固-液微观界面的判据，但凡aW2的晶体，其生长界面为（）、但凡a>5的晶体，其生长界面为（）03随合金凝固温度区间大小的不同和（）的变化，铸件的凝固方式有（）、（）和（）三种不同的形式。4依据分子理论，把熔渣的碱度B定义为：（），当B>1时，为（）性渣，当B〈1时为（）性渣。5在焊接熔渣中，随着温度的提升，粘度（）的熔渣称为长渣，而随着温度的提升，粘度（）的渣称为短渣。6依据气体来源不同，铸件中的气孔分为（）气孔，（）气孔，和（）气孔。TOC\o"1-5"\h\z7影响低合金高强钢产生裂纹的三个主要的因素分别是：（）、（）、（）.8平面的方程为（）,兀平面上任一点的应力矢量均表示（）。9当变形体的质点有可能沿不同的方向移动时，那么物体各质点将向着（）的方向移动，该定律在锻粗中也称为（）法那么。10塑性变形时，依据坯料与工具外表之间的润滑状态的不同，将摩擦分为三类:（）、（）、（）11塑性应力应变关系与（）或加载的历史有关，一般只能建立应力与应变增量之间的关系，仅在（）下，应力主轴与应变主轴重合，才可以建立全量关系。12使切应力到达极大值的平面称为（）平面，主切应力中肯定值最大的一个称为（）13为了真实地反映瞬时的塑性变形过程，一般用（）来表示塑性变形的程度,也称为（）三、简洁题1、试述液态金属充型力量的含义，影响液态金属充型力量的因素有哪些？2、以下图是在一个半径为20mm的长圆柱形铸件中从外表到中心测得的动态凝固曲线，试绘出当凝固时间为2.5min时刻，铸件截面上从外表到中心的固相、液-固相三个区的结构，并指出该铸件的凝固方式；该铸件的凝固时间大约为多少？3、写出K0〈l时'在固相中无集中而液相中只有集中的条件下，合金凝固过程中消失成分过冷的判据，并简要分析生长速度，液相中溶质集中系数和溶质平衡安排系数对成分过冷大小的影响。4、简述集中脱氧的原理和方法，熔渣的性质对集中脱氧有何影响。5、应力偏张量和应力球张量的物理意义是什么？6、试比拟两种不同形式的锻粗的工艺塑性凹凸：-20自由徽粗=000-40000,-70-40前装软金属套徽粗=000-40000-707、试说明平面塑性应变状态下的应力状态是纯切应力状态叠加一个应力球张量。8、抱负塑性材料两个常用的屈服准那么的物理意义是什么？中间主应力对屈服准那么有何影响？四、问答题1、试分析如以下图所示两种铸造的宏观组织（1）指出（a）、（b）分别是属于哪种晶体组织，并试述这两种组织的性能特点（2）简述使铸件获得（b）种组织的措施（注：图见材料成型原理（刘全坤）pl06图5-2a）、d））2、在平砧上锻粗矩形截面的钢坯，其宽度为a、高度为h、长度为1/a、假设要接触面上的摩擦条件符合库伦摩擦定律，试用主应力法推导单位流淌压力p的表达式。（15分）09年攻读硕士学位争论生入学考试试卷一、名词解释1、粗糙界面与光滑截面2、内生生长与外生生张3、宏观偏析与微观偏析4、析出性气孔与反响性气孔5、缩孔与缩松二、简洁题1、以下图中（a）（b）为纯铝铸件在铸型振动与不振动两种条件下凝固的宏观组织，确定其中哪一个振动结晶的铸件，比拟组织差异并分析缘由。2、说明单相固溶体合金的凝固温度区间大小对铸件的凝固方式、凝固晶体形貌及凝固缺陷的影响。3、酸性焊条与碱性焊条药皮中的脱氧元素有什么不同？为什么？4、低碳钢焊接热影响区由哪几局部构成，指出其中韧性最差的部位并说明缘由。5、热塑性变形对金属组织和性能有何影响？6、虚功原理如何表述？配图说明。7、写出应力张量不变量JI、J2、J3的表达式，写出应力偏张量三个不变量JI'、J2\J3'的表达式，以及等效应力。在主轴坐标系中的表达式。（10分）8、分别用公式描述TRESCS屈服准那么和Mises屈服准那么，以及他们的同一表达式，并辅以文字说明。（10分）三、分析问答题（共68分）1、什么叫液态金属的充型力量？试述充型力量凹凸的影响因素及充型力量对铸件质量的影响。（12分）2、对于凝固过程中液相内只有集中而无对流的单相固溶体合金，说明：（1）形成成分过冷的判据；（2）液相中的温度梯度Gl、金属凝固速度R,合金浓度C,单因素变化对成分过冷的影响;（3）成分过冷度大小对晶体形貌的影响。3、用碱性焊条焊接低合金结构钢时，热裂纹与冷裂纹的形成倾向都比拟低，说明其缘由。4、什么是塑性指标？如何表示？金属的组织状态对塑性产生什么影响？5、设一点的应力状态为--10010■砥=0100（MPa）100-10画出该点的应力单元体；用应力状态特征方程求该点的主应力和主方向；画出该点的应力莫尔圆。仅供学习所用，严禁用于商业行为!.低碳钢焊接热影响区由哪几局部组成？简述各区的组织与性能特点。.简述氢致裂纹的形成机理及延迟开裂特征。.为什么酸性焊条一般采纳锦铁作为脱氧剂，而碱性焊条采纳多种元素联合脱氧？.采纳焊前预热，为何能有效降低低合金高强钢的焊接冷裂纹倾向？.简述析出性气孔的形成机理及分布特征。.简述熔渣的主要构成及在材料成形中的作用。.简述缩松的形成机制及其影响因素。三.问答题（选做2题，每题30分）.绘图说明：（1）单相合金凝固时“成分过冷”的形成条件；（2）当液相中只有扩展而无对流时的“成分过冷”判据；（3分析Gl、V、C。三因素对成分过冷的影响。.说明正常单相合金铸件的宏观凝固组织特征并分析各晶区的形成机理。.形成凝固裂纹的主要因素有哪几个方面？如何防止结构钢焊缝中的凝固裂纹？04年攻读硕士学位争论生入学考试试题（报考模具方向考生仅作B卷，其他方向仅作A卷）（A卷）.简答题（共50分）.液态金属的“外表张力”及其形成缘由（6分）.“平衡安排系数”及“偏析系数”（6分）.均质形核与非均质形核（6分）.析出性气孔形成机理（6分）.焊接凝固的“联生结晶”与“择优生长”（6分）.“长渣”与“短渣”（8分）.正偏析与逆偏析（6分）.集中缩孔的形成条件及缘由（6分）.分析及问答题：.设合金在“固相无集中，液相为有限集中”的条件下从左到右进行凝固，请画出以下两图中的溶质分布状况：（12分）（1）固、液两相的溶质分布曲线（左图）；（2）凝固结束后整个固相中的溶质分布曲线（右图）留意：在左图以算式标出：开头凝固的固相浓度、液固界面上液相浓度ATTnATT.公式。=必（〃）中，a为Jackson因子，以=为熔融燧，〃为晶体nmVTm外表的原子配位数，》为晶体内部的原子配位数。请回答下面问题：（共20分）（1）某物质a<2,液-固界面固相一侧的微观界面结构的类型及其特征如何？该物质微观生长方式及其特征又如何？（8分）（2）从热力学角度，物质的熔融熠凹凸与上述界面结构有何关系？（4分）（3）从晶体学角度，晶面指数（低指数面为密排面）与上述微观界面结构有何关系？（4分）（4）对a>2的物质，过冷度对晶体的微观生长方式有何影响？为什么？（4分）3.依据成分过冷判别式（在“固相无集中，液相为有限集中”条件下）争论溶质原始含量C。、晶体生长速度R、界面前沿液相中的温度梯度&对成分过冷程度的影响，并以图示及文字描述他们对结晶形貌的影响。.从“型壁晶粒脱落”观点分析铸件内部等轴晶的形成机理及影响因素。（12分）.在肯定温度下，熔渣中（FeO）与液态钢中[FeO]的平衡浓度符合安排定律：T（FeO）L-o[FeO]请回答：（16分）（1）温度及碱度对熔渣的氧化性影响规律和缘由？（6分）（2）有人认为碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条高，对否？为什么？（5分）（3）焊接熔池的集中脱氧，熔渣的性质对脱氧效果有何影响？为什么？（5分）6.分析氢致裂纹的特征和机理。为什么焊前预热与马上后热可以有效地防止氢致裂纹倾向？（20分）（B卷）一、问答与证明（50分）.何谓金属的塑性与变形抗力？举例分析提高金属塑性和降低变形抗力的工艺措施。.画出抱负钢塑性、弹塑性曲线硬化的真实应力-应变曲线，并写出其方程？.什么叫最小阻力？举例分析最小阻力定律在塑性成形流淌掌握中的应用。.试导出汉基应力方程，该方程有何意义？.证明平面变形的应力状态等于纯切叠加球张量。二、计算与分析（100分）-7041.=010Mpa试求401（1）主应力（2）最大切应力及面上正应力（3）应力球张量（4）主应变增量之比Mises屈服应力2画出平面应力状态Tresca和Mises屈服准那么的屈服轨迹，标出各点应力大小,并分析两准那么的误差缘由？.简述塑性应力应变关系特点，写出增量理论和全量理论，并争论两者异同点。.两端封闭的长薄壁管，半径r、壁厚t,受内压p作用而引起塑性变形，材料各向同性，忽视弹性变形，试问周向、轴向和径向应变增量之间的比值。.一特长矩形板，宽a、高h、长L（L>a）,设整个接触面上c=0.5S（S为真实流淌应力），求矩形板徽粗时的单位流淌压力P，并画出接触面上的切应力、正应力分布。05年攻读硕士学位争论生入学考试试题一、推断题（每题2分）1、金属的塑性是指金属在外力的作用下发生变形而不破坏其完整性的力量。2、多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶界变形，其中，晶内变形的方式是滑移。3、材料的变形抗力等于材料在该变形条件下的真实应力。4、应力球张量不能使物体产生塑性变形，因而材料的塑性变形是由应力偏张量引起的。5、所谓冷变形是指在生产中不需要加热的变形。6、平面应力肯定产生平面应变。7、附加应力产生于变形之中，而剩余应力产生于变形之后。8、在塑性变形过程中，质点在某一瞬间的应力状态一般对应于该瞬间时的应变。9、对数应变反映了瞬间的变形，因而能真实地反映塑性变形过程。10、轴对称应力状态是指物体的几何外形为旋转体时物体内质点所处的应力状态。11、物体中某一点产生了位移，并不等于该物体产生了应变。12、对于抱负塑性材料，假设主应力空间中一点的应力状态矢量的端点p位于屈服外表，那么该端点处于塑性状态。13、塑性变形时，应变增量张量就是应变增量偏张量，即d4=d%。JJ14、圆环试样在平砧间进行压缩时，外径与内径随着摩擦系数的增加而不断增加。15、真实应力-应变曲线与条件应力-应变曲线在式样拉伸产生缩颈以前是相同的。二、简答题（每题8分）1、产生加工硬化的缘由是什么？它对金属的塑性和塑性加工有何影响？2、应力状态对金属的塑性有何影响？并分析缘由。3、真实应力、应变和条件应力、应变之间有何关系？4、表述最小阻力定律，并试举两例说明如何通过调整阻力来掌握金属的流淌？三、按要求完成以下各试题（每题8分）1、试说明平面塑性应变状态下的应力状态是纯切应力状态叠加一个应力球张量。2、试说明，对于抱负塑性材料，处于主应力空间中符合Mises屈服准那么的屈服外表的圆柱截面半径为久。1111,求主应变增量的比。1113、某一简洁加载时的应力状态为：'=114、试推断下面两个应力张量是否属于同意应力状态4000301000200'。汕二10300000000四、试用应力莫尔圆分析锻粗及挤压同属于三向应力状态，为什么产生不同类型的应变？五、以下应力状态：10-100o-iia=-10100ija002010-100。沙=-10201001010试求主应力、主切应力、应力球张量及应力偏张量，并比拟两种状态下工艺塑性的凹凸。（22分）六、如下图，用平底摸正挤压板料，挤压比H/h=2,不计接触面上的摩擦，平面应变正挤时：1、标出£滑移线；2、试用滑移线法求单位挤压力po（22分）06年攻读硕士学位争论生入学开头试题一、推断题1、常温下金属塑性变形的主要方式是位错滑移，因此，金属晶体内的位错密度越高，其塑性越好2、变形抗力取决于材料在详细变形条件下的流淌应力。3、碳钢的塑性随着随着温度的提升而增加4、静水压力不能使材料产生塑性变形，故不影响材料的塑性性能5、金属塑性成形工艺可分为体积成形和板料成型两大类，其中，板料成型属于平面应变问题6、单向拉伸的应力-应变曲线在颈缩失稳点之后仍旧是提升的，这说明颈缩失稳是是由于几何弱化而引起的结构失稳，并不是真正的材料失稳7、简洁加载条件下的应力主轴与应变主轴重合，此时，可采纳全量形式的本构方程求解塑性变形问题8、相比于Mises屈服准那么，Tresca屈服准那么没有考虑中间主应力对质点塑性状态的影响。因此，当中间主应力为零时，两个屈服准那么是全都的。9、板料的弯曲回弹是由剩余应力引起的轴对称问题中，子午面上既没有剪应力也没有剪应变。简答题1、变形速度对金属塑性成形工艺的影响包括哪些方面？2、简述加工硬化的物理机制及其在塑性成形中的利弊。3、何谓最小阻力定律？在体积成形和板料成型中各举一例说明其在塑性成形工艺分析中的应用。4、简述平面应变问题滑移线场的主要特性。5、真实应力、应变和条件应力、应变之间的关系。6、请分别说明应力球张量和应力偏张量在材料弹塑性变形中的作用。证明题1、平面塑性变形时，中间主应力在数值上等于平均应力。2、设SI、S2、S3分别为三个主应力的偏量，试证明用应力偏量表示Mises屈服条件时，其形式为：一两端封闭的长薄壁圆筒，半径为r,壁厚为t,受内压p作用而引起塑性变形，材料各向同性，忽视弹性形变，求周向、径向和轴向应变增量的比值。变形体内某点的应力张量为a0-aaV]=0-a0—a0a试求主应力、主切应力、应力球张量、及应力偏张量，并画出该点的应力莫尔圆。六、在平玷上锁粗长矩形截面的钢坯，其宽度为a,高度为h,长度l〉＞a,假设接触面满意常摩擦条件，试用主应力法推导单位变形力P的表达式。07年攻读硕士学位争论生入学考试试题一、推断题（每题2分）1、塑性变形时，通过转变应力状态，增加变形时的静水压力，可以提高金属的塑性。2、材料的变形抗力等于材料在该变形条件下的真实应力。3、对数应变反映了瞬时的变形，因而能真实地反映塑性变形过程。4、兀平面上任一点的应力矢量均表示球张量。5、真实应力-应变曲线与条件应力-应变曲线在试样拉伸产生缩颈以前是完全相同的。6、塑性变形时，应变增量张量就是应变增量张量，即dj=d与。JJ7、塑性变形时，变形体的各质点将向着阻力最小的方向移动。8、塑性变形只有一压二拉、一拉二压、一拉一压三种应变类型。9、在塑性变形过程中，质点在某一瞬间的应力状态一般对应于该瞬时的应变。10、圆环试样在平砧间进行压缩时，外径与内径随着摩擦系数的增加而不断增大。二、简答题（每题8分）1、为什么细化晶粒可以提高材料的综合机械性能？2、产生加工硬化的缘由是什么？简述其在塑性成形中的利弊。3、平面应变状态的应力和应变各有什么特点？4、附加应力是如何产生的？对金属的塑性变形有哪些不良影响？5、塑性成形中摩擦产生的机理有哪些？为什么接触外表越光滑，摩擦力不下降反而提升？6、主应力法的求解要点是什么？三、按要求完成以下各试题（每题7分）1、试比拟两种不同的应力状态下工艺塑性的凹凸：-2000-4000••ija0-200'。汕=0-40000-5000-702、试判别下面两个应力张量是否属于同一应力状态:001「9120,。汕=30oj[o3、试求如下两种状况下主应变增量的比值：a）单向应力状态6b）纯剪切应力状态rs4、如材料的真实应力-应变曲线为丫=8/，试证明：硬化指数n就是失稳点处的应变外。5、试判别下面两个应力状态使材料处于弹性状态还是处于塑性状态。05000(Mpa),。汕=0-1.5as0-5(jc00-1.5a—4cr00—5q00(Mpa)6、对于同一种材料，试用Mises屈服曲面说明为什么具有相同的变形类型却存在不同的应力状态。四、一点的应力张量为：■100-io-CTjj=0-100（Mpa）-10010（1）、画出该点的应力单元体；（2分）（2）、求出该点的应力张量不变量、主应力、主切应力、最大切应力、等效应力、应力偏张量和应力球张量；（15分）（3）、画出该点的应力莫尔圆。（3分）五、如下图，光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料。设冲头宽度为2b,长为1,且1》2bo1、标出〃滑移线；（5分）2、试用滑移线法求极限载荷F。（15分）