塑性上交塑性考研习题专业课简答题（供参考）

何谓金属的塑性，简要分析影响金属塑性的因素。 塑性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。 影响金属塑性的因素包括以下两个方面：一是金属的内在因素，如晶格类型、化学成分、组织状态等；另一是变形的外部条件，如变形温度、应变速率、变形的力学状态等。 什么是塑性加工，塑性加工有何优点？ 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塑性加工。 塑性加工主要优点： 金属材料在塑性成形过程中，组织改善，性能提高。 材料利用率高，流线分布合理。 用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。 生产效率高，适于大批量生产。 如何提高金属的塑性？ 提高塑性的基本途径： 提高材料成分和组织的均匀性。 合理选择变形温度和应变速率。 选择三向压缩性较强的变形方式。 减少变形的不均匀性。 金属塑性成形中摩擦的特点。 伴随有变形金属的塑性流动。 接触面上压强高。 实际接触面大。 不断有新的摩擦面产生。 常在高温下产生摩擦。 摩擦对塑性成形有哪些有利和不利的影响。 有利影响：可以利用摩擦阻力来控制金属流动方向，例如开式模锻时可以利用飞边桥部摩擦力来保证金属充填模腔。 不利影响： 改变变形体内应力状态，增大变形抗力； 引起不均匀变形，产生附加应力和残余应力； 降低模具寿命。 单晶体塑性变形的基本方式是什么？多晶体变形的特点是什么？ 单晶体的塑性变形主要是通过滑移和孪生两种方式进行。 多晶体变形的特点：一是各晶粒变形的不同时性；二是各晶粒变形的相互协调性；三是晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。 为什么静水压力越大，金属的塑性越高？ 压缩应力能阻止或减少晶间变形； 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； 三向压缩作用能抑制杂质、液态相或组织缺陷的危害； 增大静水压力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻了附加拉应力所造成的拉裂作用。 试举出塑性成性工艺中：平面应力、平面变形、轴对称及一般三向应力状态的 例子 48个音标大全附带例子子程序调用编程序例子方差分析的例子空间拓扑关系例子方差不存在的例子 各一个，并说明理由。 平面应力：薄壁管扭转、薄壁容器承受内压、板料成形中的一些工序如拉延，由于厚度方向的应力相对很小而可以忽略，一般均作为平面应力状态。 平面变形：长远大于宽的矩形板平面镦粗，由于长度方向的变形相对很小而可以忽略，板内所有质点只在竖直平面内发生变形。 轴对称：锥孔模挤压，旋转体承受的外力对称于旋转轴分布，旋转体的每个子午面都始终保持平面且各子午面间夹角始终不变。 一般三向应力：连杆模锻，各方向的应力和变形不可忽略，锻件不是旋转体，所承受外力不是对称分布。 试比较屈雷斯加屈服准则和米塞斯屈服准则的物理意义和适用场合，并指出它们的共同特点。 Tresca物理意义：当受力物体中的最大切应力达到某一定值时，该物体就发生屈服。 Mises物理意义：在一定变形条件下，当材料的单位体积形状改变的弹性形变能达到某一常数时，材料就屈服。 适用范围： （1）均适用于匀质、各项同性、理想刚塑性材料； （2）Tresca在知道三个主应力大小顺序的情况下使用非常方便，但没有考虑中间应力的影响，三个主应力大小顺序不知时，使用不便；而Mises则考虑了中间应力的影响，使用方便。 （3）总的来说，绝大多数金属更符合米塞斯屈服准则。 共同点是： （1）屈服准则的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式都和坐标的选择无关，等式左边都是不变量的函数； （2）三个主应力可以任意置换而不影响屈服，认为拉应力和压应力的作用是一样的； （3）各表达式都和应力球张量无关。 试阐明塑性理论中增量理论和全量理论的适用范围。 增量理论不受加载途径的限制，复杂加载也可使用，在塑性成形中一般都采用增量理论。 全量理论只有满足比例加载的条件下才可以使用，但某些塑性加工过程虽与比例加载有一定偏离，运用全量理论也能得到较好的计算结果。 何谓等效应力和等效应变？它们在塑性变形问题的分析中有何作用？ 取八面体切应力绝对值的 倍所得参量称为等效应力， 取八面体切应变绝对值的 倍所得参量称为等效应变， 等效应力的作用是将一个复杂应力状态化作一个具有相同“效应”的单向应力状态。 等效应变的作用是将一个复杂应力状态的应变化作一个具有相同“效应”的单向应力状态的主应变 。 试比较弹性变形和塑性变形各有什么特点？ 弹性变形特点： （1）应力主轴和全量应变主轴重合； （2）弹性变形是可逆的，与应变历史（加载过程）无关，应力与应变之间存在统一的单值关系； （3）弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比v<0.5. 塑性变形特点： （1）全量应变主轴与应力主轴不一定重合； （2）塑性变形时认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比v=0.5; （3）对于应变硬化材料，卸载后重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高； （4）塑性变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力—应变关系不再保持单值关系。 何谓滑移系？滑移面和滑移方向有什么特点？ 一种滑移面及其面上的一个滑移方向组成一个滑移系，每一个滑移系表示晶体产生滑移时可能采取的空间位相。 滑移面总是原子排列最密的面，滑移方向总是原子排列最密的方向。 实际金属晶体中有哪些点缺陷、线缺陷和面缺陷？ 点缺陷：空位，间隙原子，异质原子； 线缺陷：位错（刃形位错和螺形位错）； 面缺陷：层错，晶界，亚组织和亚晶界。 什么是稳定塑性流动和非稳定塑性流动？并分别举例说明。 成形过程中变形区域不变的属稳定塑性流动，变形区域随变形过程而变化的属非稳定塑性流动。 稳定塑性流动的有轧制，拉拔，正挤压。 非稳定塑性流动的有反挤压，镦粗，模锻，拉延。 何谓金属的超塑性？说明获得结构超塑性和动态超塑性的条件是什么？ 超塑性是指金属和合金具有超常的均匀变形能力。 结构超塑性条件：材料的晶粒必须超细化和等轴化，并在成形期间保持稳定，晶粒尺寸小于10微米；恒温条件，一般为0.5~0.7Tm ；应变速率在10-1~10-5 s-1范围内。 动态超塑性条件：要求具有相变或同素异构体转变，必须给予动态热循环作用。 简述“金属各项同性硬化假说”的要点。 （1）材料在硬化后仍然保持各向同性； （2）硬化后屈服轨迹的中心位置和形状都不变，它们在П平面上仍然是以原点为中心的对称封闭曲线，但其大小则随变形的进行而不断地扩大。 解释最大散逸功原理及其意义。 对刚塑性体一定的应变增量场而言，在所有满足屈服准则的应力场中，与该应变增量场符合应力应变关系的应力场所作的塑性功增量为最大。 意义：由于屈服准则的限制，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）。 应变增量的含义是什么?为什么要用应变增量来表示表示大应变？ 以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此基础上发生的无限小应变就是应变增量。 大应变是由很瞬间小应变积累而成的，在塑性变形加载过程中，质点在每一瞬刻的应力状态一般是与该瞬刻的应变增量相对应的，所以要用应变增量来表示大应变。 不同塑性成形工艺的应力、应变特点可以用主应力图和主应变图表示，这两种图是否具有一一对应的关系？为什么？ 没有一一对应的关系。 主应力图有9种，而主应变图只有3种。 不同的主应力图可以对应相同的主应变图，如拉拔和正挤压主应力图不一样，拉拔是两向压应力一向拉应力，正挤压是三向压应力，但它们主应变图相同，同属伸长类变形。 不同的主应变图可以对应相同的主应力图，如镦粗和正挤压主应变图不一样，镦粗是压缩类变形，正挤压是伸长类变形，但它们主应力图相同，都是三向压应力。 什么是对数应变？对数应变较之相对应变有哪些特点？ 对数应变是指在塑性变形过程中，在应变主轴方向保持不变的情况下应变增量的总和。 特点： 对数应变能真实地反映变形的积累过程，相对应变不能表示变形的实际情况，而且变形程度愈大，误差也愈大。 对数应变为可叠加应变，而相对应变为不可加应变。 对数应变为可比应变，相对应变为不可比应变。 Mises和Tresca屈服准则的空间几何图形是什么？在图形表面上，内部和外部所对应的应力状态是什么？ Mises的几何图形是以过原点的等倾线为轴线，以 为半径的圆柱面，Tresca的几何图形是内接于米塞斯圆柱面的正六棱柱面。 图形表面上的点对应该点处于塑性状态，内部的点对应该点处于弹性状态，对理想塑性材料，点不能在图形外部。 什么是屈服准则？怎样用实验方法校核屈服准则，其结果如何？ 在一定变形条件下，各质点开始进入塑性状态，各应力分量之间符合一定关系，这种关系称为屈服准则。 用薄壁管承受拉扭复合载荷实验来验证屈服准则。 结果：多数金属符合米塞斯屈服准则。 试用罗代应力参数 说明中间应力主对屈服准则的影响。 考虑中间应力的影响，Mises屈服准则可以写成： （1）当 为单向应力叠加球张量时，两个准则是一致的； （2）当 为平面应变，即纯剪叠加球张量时，两个准则相差最大，为15.5%。 什么是速度间断，速端图以及它们与滑移线之间的关系？并用图形表达出来。 塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间有相对滑动，速度发生跳跃的现象称为速度间断。 速端图是指在速度平面上由两族连续正交的速度矢端曲线网络构成的图形。 速度间断线必定是滑移线，滑移线与速端图在相应点上彼此垂直。 在何种应力状态下Mises和Tresca屈服准则是一致的，在何种应力条件下差别最大？ 单向受拉或受压及轴对称应力状态时，两个屈服准则重合； 在纯切状态和平面应变状态时，两者差别最大。 Levy-Mises增量理论主要内容是什么？为什么在分析塑性变形问题时常采用该理论？ Levy-Mises增量理论是建立在下面四个假设的基础上的： （1）材料是理想刚塑性材料，即弹性应变增量为零； （2）材料符合米塞斯屈服准则； （3）每一加载瞬时，应力主轴和应变增量主轴重合； （4）塑性变形时体积不变。 在上述假设基础上，可假设应变增量与应力偏量成正比，即 在塑性成形中，一般是大变形，可以忽略弹性弹性变形，又难于普遍保证比例加载，全量理论不适用，所以一般都采用Levy-Mise增量理论。 简述上限法的基本原理，内容以及在工程中的应用范围。 上限法的理论基础是刚塑性体的极值原理，力学基础是虚功原理和最大散逸功原理。 内容： （1）根据金属流动模式和解题要求，设计动可容速度场； （2）利用塑性理论中的几何方程，由该速度场确定应变速率场和等效应变速率场； （3）计算各项上限功率； （4）利用最优化原理确定使总功率消耗为最小的准独立量； （5）求解上限载荷，并进行各变量间相互关系的分析，从中得出用以指导工艺变形的参数和结论。 上限法不仅适用于平面应变问题，也适用于轴对称和三维问题；它除了用来估算成形过程中的力能参数外，还可以用于金属流动和变形分析、工艺参数和模具的优化设计，以及工件内部温度场和缺陷的预测等。 试比较几种塑性应力应变理论的特点和应用范围，并加以论述。 Levy-Mises增量理论：应变增量与应力偏量成正比，每一加载瞬时，应力主轴与应变增量主轴重合。仅适用于符合Mises屈服准则的理想刚塑性材料，忽略了弹性变形，仅适用于大应变，无法求弹性回跳及残余应力场问题。 普朗特—劳斯理论：在Levy—Mises理论基础上考虑了弹性变形部分，即总应变增量的分量由弹、塑性两部分组成，指出了塑性应变增量与应力偏量之间的关系，即 。 主要用于小应变及求解弹性回跳及残余应力问题。 全量理论：全量理论是在简单变形的条件下对劳斯方程进行积分得到的全量应变和应力之间的关系，应变偏张量各分量与应力偏张量各分量成正比。只有满足简单加载条件才适用，所以在一般情况下不能普遍使用。 试比较滑移线法和上限法的解题特点。 滑移线法是针对具体的塑性加工过程，建立滑移线场，然后利用滑移线的某些特性来进行求解。 特点：（1）与塑性加工力学中的其他方法相比，它是 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 上比较严谨、理论上比较完善、计算精度较高的一种方法。（2）它不仅可以计算变形力，而且还可以确定变形区内的应力分布、速度分布及接触面上的应力分布等。（3）严格地说，这种方法仅适用于处理理想刚塑性体的平面应变问题，但对于主应力互为异号的平面应力状态问题、简单的轴对称问题以及有硬化的材料，也可推广应用。 上限法是基于虚功原理和刚塑性体的极值原理来确定金属塑性变形时近似载荷的一种界限法。 特点：（1）上限法求得的成形载荷总是大于或等于真实载荷，有利于选择设备和设计成形模具。（2）上限法比较易于设计一个比较接近实际金属流动行为的运动速度场，可使高估的近似解尽可能接近真实解。（3）上限法是利用能量的平衡原理，不必解复杂的偏微分方程，计算比较简单。（4）上限法不仅适用于平面应变问题，也适用于轴对称和三维问题；它除了用来开估算成形过程中的力能参数外，还可用于金属流动分析和变形分析、工艺参数和模具的优化设计，以及工件内部温度场和缺陷的预测等。（5）上限法比较易于与计算机技术结合，如上限元技术。 上限法的力学基础和出发点是什么？试解释为什么由此导出的解是一个合理的近似解？ 上限法的力学基础是虚功原理和最大散逸功原理。 上限法的出发点是根据金属流动模式和解题要求设计动可容速度场。 上限法求得的成形载荷总是大于或等于真实载荷，以这种高估的近似值选择加工设备和设计成形模具具有裕度，比较安全，所以是一个合理的近似解。 主应力法： 主应力法的实质是将应力平衡微分方程和屈服方程联立求解。 它是以均匀变形假设为前提，将偏微分应力平衡方程化为常微分方程，将Mise屈服准则二次方程化为线性方程，最后归结为求解一阶常微分应力平衡方程问题，从而获得工程上需要的解。 特点：（1）主应力法数学运算比较简单，得到的是解析解，从解的数学表达式中，可以分析各有关参数对变形力的影响。（2）这种方法无法分析变形体内的应力分布，只能确定接触面上的应力大小和分布。（3）计算结果的准确程度与所作简化是否接近实际情况密切相关。