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。 制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名： 审核日期： 装 订线 兴湘学院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得分一、填空题（每空1分，共20分）1、主变形图有 3 种，各主应变分量必须满足条件是： 。2、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 。3、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 。4、.主变形图取决于 偏应力 ，与 球应力 无关。5、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。6、Levy-Mises增量理论适合 刚塑性体 材料模型。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、应变增量是指 变形过程中某一极短阶段的无限小应变 ，其度量基准是 变形过程中某一瞬间的尺寸 。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。得分二、简答题（每小题5分，共10分）1、冷热变形形成的纤维组织有何异同？如何消除？（5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。（2分）2、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。（5分）答：主应力图：（2分）挤压 拉拔 平辊轧制主应变图：（2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）得分三、（共20分）已知变形体某点的应力状态为：Kg/mm2： 1）画出单元体受力图。（4分）2）求主应力（1，2，3）和主剪应力（12，23，31）。（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s=10kg/mm2,试用Tresca准则和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=200.5,试按全量理论求该点处的主应变（1,2,3）。（4分）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，故为一主应力。又因，故题中的应力状态为平面应变问题应力状态，为中间主应力。 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。 所以， (Kg/mm2） （4分）(3) 三向应力莫尔圆如下图所示 （4分）(4) Tresca准则：，该点正好屈服。 Mises准则：,该点还未屈服。（4分）(5) 由可得：得分四、(15分)直杆受轴向拉应力作用，由100mm伸长到164mm，再受压应力作用，压缩到144mm。已知材料的真实应力应变曲线方程为。求：1)第一阶段的条件应变和真实应变值. （3分）2)第二阶段的条件应变和真实应变值. （3分）3)总的条件应变和真实应变值. （3分）4)上述拉伸和压缩是不是均匀变形？为什么？（3分） 5）这种材料的强度极限是多少？ （3分）解：(1) 条件应变 （3分）(2) 条件应变 （3分）(3) 总的条件应变 （3分）(4) 失稳时的真实应变为，上述拉伸和压缩的真实应变为均小于0.5，故拉伸和压缩均为均匀变形。（3分）(5) ，由题知B=50，所以： （3分）得分五、（10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。（5分） 2) 计算其上限载荷P和单位挤压力p。（5分）平面正挤压刚性块变形模式解：（1） 速端图如下图所示： （5分）（2） 设单位挤压力为，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：上限载荷 (1分）得分六、一圆柱体镦粗，受力如下图所示，侧面作用有均布压应力0，已知毛坯直径为D，高度为h，摩擦力=K（K为屈服时最大剪应力），试用主应力法计算镦粗力P和单位流动压力p.(13分)）解：按图示建立坐标系和切取基元块，对基元块沿径向列平衡方程： （3分）因为 ，并略去二阶微量，则上式化简成： （2分）为均匀镦粗变形，故；。最后得 （1分）简化屈服准则：因假定，故有，代入上式得： （1分） （1分）边界条件：当时， （2分）总变形力 （2分）单位变形力 （1分）得分七、（12分）下图表示平底模正挤压板料，挤压前坯料厚度为H，挤压后板料厚度为h，挤压比H/h=2。板料宽度为B，且BH，即可视为平面应变。设挤压筒（凹模）内壁光滑，即=0，材料塑性变形时的最大剪应力为K，滑移线场如下图所示。试用滑移线法求单位流动压力（或单位挤压力）p.解：OB线为族滑移线，其方向如图示，因此 （1分）工作时挤压力全部作用于刚性区的边界AB和AB上。O点的应力可由应力边界条件和屈服准则求出： 又因OB在同一线上，根据汉基应力方程得（第 1 页 共 6 页）