金屬塑性--知識(shí)點(diǎn)

1、金屬塑性成形原理復(fù)習(xí)指南第一章 緒論1、 基本概念 塑性:在外力作用下材料發(fā)生永久性變形，并保持其完整性的能力。 塑性變形:作用在物體上的外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)而產(chǎn)生的永久變形成為塑性變形。 塑性成型:材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并獲得一定的力學(xué)性能的加工方法。2、 塑性成形的特點(diǎn)1）其組織、性能都能得到改善和提高。2）材料利用率高。3）用塑性成形方法得到的工件可以達(dá)到較高的精度。4）塑性成形方法具有很高的生產(chǎn)率。3、 塑性成形的典型工藝 一次成形（軋制、拉拔、擠壓） 體積成形 二次成形（自由鍛、模鍛）塑性成型 分離成形（落料、沖孔） 板料成形 變形成形（拉深、翻邊

2、、張形）第二章 金屬塑性成形的物理基礎(chǔ)1、冷塑性成形    晶內(nèi)：滑移和孿晶（滑移為主）滑移性能（面心>體心>密排六方）晶間：轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng) 滑移的方向：原子密度最大的方向。塑性變形的特點(diǎn)：   各晶粒變形的不同時(shí)性；    各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性； 晶粒與晶粒之間和晶粒內(nèi)部與晶界附近區(qū)域之間變形的不均勻性。合金使塑性下降。2、熱塑性成形 軟化方式可分為以下幾種：動(dòng)態(tài)回復(fù)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，靜態(tài)回復(fù)，靜態(tài)再結(jié)晶等。 金屬熱塑性變形機(jī)理主要有：晶內(nèi)滑移，晶內(nèi)孿生，晶界滑移和擴(kuò)散蠕變等。3、 金屬的塑性 金屬塑性表示

3、方法：延伸率、斷面收縮率、最大壓縮率、扭轉(zhuǎn)角（或扭轉(zhuǎn)數(shù)） 塑性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)：拉伸試驗(yàn)、鐓粗試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)。 非金屬的影響：P冷脆性 S、O 熱脆性 N 藍(lán)脆性 H 氫脆 應(yīng)力狀態(tài)的影響：三相應(yīng)力狀態(tài)塑性好。 超塑性工藝方法：細(xì)晶超塑性、相變超塑性 第三章 金屬塑性成形的力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 應(yīng)力分析1、 塑性力學(xué)基本假設(shè)：連續(xù)性假設(shè)、勻質(zhì)性假設(shè)、各向同性假設(shè)、初應(yīng)力為零、體積力為零、體積不變假設(shè)。2、 張量的性質(zhì) 1、存在不變量，張量的分量一定可以組成某些函數(shù)f(Tij),這些函數(shù)的值不隨坐標(biāo)而變。 2、2階對(duì)稱張量存在三個(gè)主軸和三個(gè)主值；張量角標(biāo)不同的分量都為零時(shí)的坐標(biāo)軸方向?yàn)橹鬏S，三個(gè)角標(biāo)

4、相同的分量為值。3、主應(yīng)力的概念：切應(yīng)力為零的微分面的正應(yīng)力4、應(yīng)力狀態(tài)的分類：應(yīng)力狀態(tài)的分類若1230三向應(yīng)力狀態(tài)若120,3=0二向應(yīng)力狀態(tài)。若10;2=3=0單向應(yīng)力狀態(tài)。若12=3圓柱應(yīng)力狀態(tài)（包括單向應(yīng)力狀態(tài)）。 1 的方向均為主方向。若1=2=3球應(yīng)力（靜水應(yīng)力）狀態(tài)。0,各方向均為主方向。 5、主應(yīng)力簡圖：受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，可用作用在應(yīng)力單元體上的主應(yīng)力來描述，只用主應(yīng)力的個(gè)數(shù)及符號(hào)來描述一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的簡圖稱為主應(yīng)力圖。（9種）6、主切應(yīng)力：切應(yīng)力取極值的平面的切應(yīng)力。7、八面體應(yīng)力：以受力物體內(nèi)任意點(diǎn)的應(yīng)力主軸為坐標(biāo)軸，在無限靠近該點(diǎn)作等傾斜的微分面，其法線與三個(gè)主軸的

5、夾角都相等，在主軸坐標(biāo)系空間八個(gè)象限中的等傾微分面構(gòu)成一個(gè)正八面體，正八面體的每個(gè)平面稱八面體平面，八面體平面上的應(yīng)力稱八面體應(yīng)力。8、等效應(yīng)力： 1)等效應(yīng)力是一個(gè)不變量；2)等效應(yīng)力在數(shù)值上等于單向均勻拉伸(或壓縮)時(shí)的拉伸(或壓縮)應(yīng)力1 ;3)等效應(yīng)力并不代表某一實(shí)際平面上的應(yīng)力，因而不能在某一特定的平面上表示出來；4)等效應(yīng)力可以理解為代表一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)中應(yīng)力偏張量的綜合作用。9、張量的分解：應(yīng)力偏張量引起物體產(chǎn)生變形；應(yīng)力球張量引起物體產(chǎn)生體積變化。10、平面應(yīng)力狀態(tài)的概念：若變形體內(nèi)與某方向軸垂直的平面上無應(yīng)力存在，并所有應(yīng)力分量與該方向軸無關(guān)，則這種應(yīng)力狀態(tài)即為平面應(yīng)力狀態(tài)。第二

6、節(jié) 應(yīng)變分析1、 對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn)：準(zhǔn)確性、可加性、可比性；2、 體積不變條件:3、 主應(yīng)變簡圖：用主應(yīng)變的個(gè)數(shù)和符號(hào)來表示應(yīng)變狀態(tài)的簡圖稱主應(yīng)變狀態(tài)圖，簡稱為主應(yīng)變簡圖或主應(yīng)變圖（3種）4、 注意： 是應(yīng)變?cè)隽縟ij對(duì)時(shí)間dt的微商，不是ij對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。5、 平面應(yīng)變：如果物體內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)都只在同一個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)發(fā)生變形，而在該平面的法線方向沒有變形，其他方向的變形與該方向無關(guān)，這種變形稱為平面變形或平面應(yīng)變。第三節(jié) 屈服準(zhǔn)則材料模型：理想彈塑性材料、理想剛塑性材料、硬化剛塑性材料、硬化彈塑性材料Tresca準(zhǔn)則物理意義：當(dāng)材料的最大切應(yīng)力達(dá)到某一常數(shù)時(shí)，材料就屈服。Mises準(zhǔn)則物理意義：當(dāng)材

7、料的單位體積形狀改變的彈性位能(又稱彈性形變能)達(dá)到某一常數(shù)時(shí)，材料就屈服。Tresca，Mises準(zhǔn)則的幾何表達(dá)：Tresca，Mises準(zhǔn)則的比較：（相同點(diǎn)、不同點(diǎn)）一致的點(diǎn)的應(yīng)力特點(diǎn)圓柱應(yīng)力狀態(tài)；相差最大的點(diǎn)的應(yīng)力特點(diǎn)是圓柱應(yīng)力狀態(tài)； 第四節(jié) 本構(gòu)方程1、彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)： 應(yīng)力與應(yīng)變完全成線性關(guān)系，即應(yīng)力主軸與全量應(yīng)變主軸重合; 變形是可逆的，與應(yīng)變歷史無關(guān)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在單值關(guān)系; 彈性變形時(shí)，應(yīng)力球張量使物體產(chǎn)生體積的變化，泊松比v<0.5;2、塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)： 應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸不一定重合； 變形是不可逆的，與應(yīng)變歷史有

8、關(guān)，即應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系不再保持單值關(guān)系； 塑性變形時(shí)可以認(rèn)為體積不變，即應(yīng)變球張量為零，泊松比v=0.5； 對(duì)于應(yīng)變硬化材科，卸載后再重新加載時(shí)的屈服應(yīng)力就是卸載時(shí)的屈服應(yīng)力，比初始屈服應(yīng)力要高。3、真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線可分為三類：4、測定應(yīng)力-應(yīng)變曲線的實(shí)驗(yàn)：拉伸實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)、軋制實(shí)驗(yàn)5、在普朗特-路埃斯理論中， 各部分的意義。第五節(jié) 摩擦與潤滑1、金屬塑性加工時(shí)摩擦的特點(diǎn)：P147；2、摩擦的分類：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦；3、摩擦機(jī)理：表面凸凹學(xué)說、分子吸附學(xué)說、粘著理論。4、摩擦的表達(dá)式：庫侖定理和常摩擦4、常用的潤滑劑：P155；5、塑性成形特殊潤滑方法：P157其他 1、滑移線場的

9、概念：滑移線的概念、滑移線、直線滑移線場、簡單滑移線場。2、動(dòng)可容速度場：3、靜可容應(yīng)力場：計(jì)算題1、 斜微分面上的應(yīng)力及特殊微分面的應(yīng)力（主應(yīng)力、主切應(yīng)力、八面體應(yīng)力）2、 平衡微分方程3、 小變形幾何方程4、 屈服準(zhǔn)則5、 本構(gòu)方程6、 主應(yīng)力法（共5個(gè)每個(gè)8分）塑性變形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并獲得一定力學(xué)性能的加工方法。塑性：在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力?；疲壕w在力的作用下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于晶體的另一部分發(fā)生相對(duì)移動(dòng)或切變。滑移面：滑移中，晶體沿著相對(duì)滑動(dòng)的晶面。滑移方向：滑移中，晶體沿著相對(duì)滑動(dòng)的晶向。孿生：晶體

10、在切應(yīng)力作用下，晶體一部分沿著一定的晶面和一定的晶向發(fā)生均勻切變。張量：由若干個(gè)當(dāng)坐標(biāo)改變時(shí)，滿足轉(zhuǎn)換關(guān)系的分量所組成的集合。晶粒度：金屬材料晶粒大小的程度。變形織構(gòu)：在塑性變形時(shí)，當(dāng)變形量很大，多晶體中原為任意取向的各個(gè)晶粒，會(huì)逐漸調(diào)整其取向而彼此趨于一致。這種由于塑性變形的結(jié)果而使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在熱塑性變形過程中發(fā)生的再結(jié)晶。主應(yīng)力：切應(yīng)力為0的微分面上的正應(yīng)力。主方向：主應(yīng)力方向，主平面法線方向。主應(yīng)力空間：由三個(gè)主方向組成的空間主切應(yīng)力：切應(yīng)力達(dá)到極值的平面上作用得切應(yīng)力。主切應(yīng)力平面：切應(yīng)力達(dá)到極值的平面。主平面:應(yīng)力空間中，可以找到三個(gè)互相垂直的面，其上均只有

11、正應(yīng)力，無切應(yīng)力，此面就稱為主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)：變形體內(nèi)與某方向軸垂直的平面上無應(yīng)力存在，并所有應(yīng)力分量與該方向軸無關(guān)的應(yīng)力狀態(tài)。平面應(yīng)變狀態(tài)：物體內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)都只在同一個(gè)坐平面內(nèi)發(fā)生變形，而該平面的法線方向沒有變形的變形狀態(tài)。理想剛塑性材料：研究塑性變形時(shí)，既不考慮彈性變形，又不考慮變形過程中的加工硬化的材料。理想彈塑性材料：塑性變形時(shí)，需考慮塑性變形之前的彈性變形，而不考慮硬化的材料。彈塑性硬化材料：塑性變形時(shí)，既要考慮塑性變形前的彈性變形，又要考慮加工硬化的材料。剛塑性硬化材料：研究塑性變形時(shí)，不考慮塑性變形之前的彈性變形，需考慮變形過程中的加工硬化的材料。屈服軌跡：兩相應(yīng)力狀態(tài)下屈服準(zhǔn)

12、則的表達(dá)式在主應(yīng)力坐標(biāo)平面上的幾何圖形，一條封閉的曲線。屈服表面：屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)表達(dá)式在主應(yīng)力空間中的幾何圖形是一個(gè)封閉的空間曲面稱為屈服表面。應(yīng)變?cè)隽浚阂晕矬w在變形過程中某瞬時(shí)的形狀尺寸為原始狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上發(fā)生的無限小應(yīng)變。全量應(yīng)變：反映張量在某一變形過程或變形過程中的某個(gè)階段結(jié)束時(shí)的應(yīng)變。比例加載：在加載過程中，所有的外力一開始就按同一比例加載。干摩擦：當(dāng)變形金屬與工具之間的接觸表面上不存在任何外來的介質(zhì)，即直接接觸時(shí)所產(chǎn)生的摩擦。流體摩擦：當(dāng)變形金屬與工具表面之間的潤滑劑層較厚，兩者表面完全被潤滑劑隔開，這種狀態(tài)下的摩擦稱為。磷化：塑性成形時(shí)潤滑前在坯料表面上用化學(xué)方法制成一層磷酸鹽或

13、草酸鹽薄膜，呈多孔吸附潤滑劑。皂化：將磷化處理后的坯料進(jìn)行潤滑處理方法，常用硬脂酸鈉或肥皂等故稱。動(dòng)態(tài)回復(fù):動(dòng)態(tài)回復(fù)是在熱塑性變形過程中發(fā)生的回復(fù)。發(fā)生在層錯(cuò)能較高的金屬中。超塑性：金屬材料與合金具有超常的均勻塑性變形的能力，其延伸率高達(dá)百分之幾百，甚至百分之幾千的現(xiàn)象纖維組織：若變形程度很大，則晶粒呈現(xiàn)為一片如纖維狀的條紋，稱為纖維組織。1. 塑性加工的優(yōu)點(diǎn)及金屬在外力作用下變形的階段。組織、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生產(chǎn)效率高。彈性變形；塑性變形；斷裂。2. 塑性力學(xué)的基本假設(shè)。張量及其不變量的基本性質(zhì)。連續(xù)性假設(shè)；勻質(zhì)性假設(shè)；各向同性假設(shè)；初應(yīng)力為零假設(shè)；體積不變假設(shè)。存在張量不

14、變量；張量可以疊加和分解；張量可分對(duì)稱張量、非對(duì)稱張量、反對(duì)陳張量；二階對(duì)稱張量存在三個(gè)主軸和三個(gè)主值（如取主軸為坐標(biāo)軸，則兩個(gè)小角標(biāo)不同的分量都將是0，只留下兩個(gè)下角標(biāo)相同的分量稱為主值）。3. 金屬塑性變形的主要機(jī)理（單晶體、多晶體）?；坪蛯\生兩種塑性變形機(jī)理的主要區(qū)別。晶內(nèi)變形包括滑移和孿生（單）；晶間變形是晶粒之間的相對(duì)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)（多）。 變形方式:孿生是使一部分晶體整體發(fā)生均勻的切變；而滑移則集中在一些滑移面上。 變形后的位向 孿生使一個(gè)晶體的兩部分沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成了鏡面對(duì)稱關(guān)系；而滑移則不改變晶體的位向。 原子位移距離不同。孿生時(shí)，孿晶帶中的原子沿孿生方向的位移量為原子間距的的

15、分?jǐn)?shù)值；而滑移為原子間距的整數(shù)倍。孿生變形困難，一般先滑移，滑移困難后，發(fā)生孿生，二者交替進(jìn)行 。 4. 金屬超塑性概念，超塑性的種類。影響材料超塑性的因素。金屬和合金具有超長變形能力且有大伸長率，無頸縮，低流動(dòng)應(yīng)力，易成型的特點(diǎn)。細(xì)晶超塑性，相變超塑性。應(yīng)變速率，變形溫度，組織結(jié)構(gòu)，晶粒度，應(yīng)力分布。5. 提高金屬塑性的主要途徑。 提高材料成分和組織的均勻性； 合理選擇變形溫度和應(yīng)變速率； 選擇三向壓縮性較強(qiáng)的變形方式； 減小變形的不均勻性。6. 應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義。應(yīng)力偏張量只能使物體產(chǎn)生形狀變化，而不能使物體產(chǎn)生體積變化，為原應(yīng)力張量分解出球張量后得到，存在三個(gè)不變量J1&

16、#39; ,J2' ,J3'。應(yīng)力球張量表示球應(yīng)力狀態(tài)只能使物體產(chǎn)生體積變化，而不能使物體產(chǎn)生形狀變化；任何方向都是主方向且主應(yīng)力相同無切應(yīng)力。7. 體積不變條件。=x+y+z=0塑性變形時(shí)，三個(gè)線應(yīng)變分量不全同號(hào)，絕對(duì)值大的與另外兩個(gè)異號(hào)。8. 平面應(yīng)力狀態(tài)及平面應(yīng)變狀態(tài)的特點(diǎn)，平面應(yīng)變狀態(tài)及軸對(duì)稱應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的證明。變形體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)在與某方向軸(例x)垂直的平面上沒有應(yīng)力作用，該方向?yàn)橹鞣较颍粦?yīng)力分量與該軸無關(guān)，對(duì)其偏導(dǎo)數(shù)為0所有應(yīng)力分布可在xy面內(nèi)表示出來。9. Trssca、Mises準(zhǔn)則的物理意義及幾何意義，兩個(gè)準(zhǔn)則的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。其在平面上的幾何表示，它們?yōu)楹畏N情況

17、下差別最大？ 意義：屈雷斯加準(zhǔn)則：變形體某點(diǎn)的最大切應(yīng)力達(dá)到定值材料就屈服；平面上為正六邊形。米賽斯準(zhǔn)則：一定變形條件下，彈性形狀改變能打到某一定值材料就屈服；平面上為一個(gè)圓。 共同點(diǎn)屈服準(zhǔn)則的表達(dá)式都和坐標(biāo)的選擇無關(guān)，等式左邊都是不變量的函數(shù)；三個(gè)主應(yīng)力可以任意置換而不影響屈服，同時(shí)認(rèn)為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用是一樣的；各表達(dá)式都和應(yīng)力球張量無關(guān)。 不同點(diǎn)屈雷斯加沒有考慮中間應(yīng)力的影響，三個(gè)主應(yīng)力大小順序不知時(shí)，使用不便；米賽斯考慮了中間應(yīng)力的影響，使用方便。在平面應(yīng)變情況下差別最大，最大相差15.5%10. 彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)。彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力與應(yīng)變是

18、否呈線性關(guān)系是否應(yīng)力主軸是否與應(yīng)變主軸重合是否變形是否可逆是否體積是否變化，泊松比=？是，v<0.5否,V=0.5（1） 彈性 應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，應(yīng)力主軸與應(yīng)變主軸重合；變形可逆與加載過程無關(guān)瞬時(shí)外載決定；可認(rèn)為體積變化，泊松比v0.5（2） 塑性 應(yīng)力與應(yīng)變不成線性關(guān)系，應(yīng)力主軸與應(yīng)變主軸不一定重合；變形不可逆，與變形歷史有關(guān)；可認(rèn)為體積不變化，泊松比v=0.5；塑性變形過程存在加工硬化11. 簡單加載與復(fù)雜加載的應(yīng)力分量變化特點(diǎn)，Levy-Mises增量理論的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基本假設(shè)及其表達(dá)式。應(yīng)力應(yīng)變的順序?qū)?yīng)關(guān)系。（1） 簡單加載：應(yīng)力分量按比例加載；只加載不卸載；應(yīng)力與應(yīng)變的

19、主軸重合。復(fù)雜加載：不滿足簡單加載條件。增量理論：或（2） 材料是剛塑性材料，即彈性應(yīng)變?cè)隽繛?，塑性應(yīng)變?cè)隽烤褪强偟膽?yīng)變?cè)隽?。材料符合米屈服?zhǔn)則。每一加載瞬時(shí)，應(yīng)力主軸與應(yīng)變?cè)隽恐鬏S重合。塑性變形時(shí)體積不變。假設(shè)應(yīng)變?cè)隽颗c應(yīng)力偏量成正比，得Levy-Mises方程d瞬時(shí)非負(fù)比例系數(shù)，加載時(shí) d>0，卸載時(shí)d=012. 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化形式及近似表達(dá)式。冪指數(shù)硬化曲線Y=Bn次方 剛塑性硬化曲線Y=s+B1m次方 鋼塑性硬化直線Y=s+B2理想鋼塑性水平直線Y=s13. 變形溫度及變形速度對(duì)真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響。（1） 冷變形時(shí)，溫度效應(yīng)顯著，強(qiáng)化被軟化所抵消，最終表現(xiàn)出的是：變

20、形速度的影響不明顯，動(dòng)態(tài)時(shí)的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線比靜態(tài)時(shí)略高一點(diǎn)，差別不大。（2） 在高溫變形時(shí)溫度效應(yīng)小，變形速度的強(qiáng)化作用顯著，動(dòng)態(tài)熱變形時(shí)的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線必靜態(tài)時(shí)高出很多。（3） 溫變形時(shí)動(dòng)態(tài)真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線比靜態(tài)時(shí)的曲線增高的程度小于熱變形時(shí)的情況。（4） 高溫變形時(shí)速度影響大，低溫變形時(shí)速度影響小。14. 摩擦產(chǎn)生的相關(guān)學(xué)說，常用的摩擦條件及數(shù)學(xué)表達(dá)式，塑性成形過程摩擦的基本分類及特點(diǎn)。影響摩擦系數(shù)的主要因素。（1）表面凹凸學(xué)說、分子吸附學(xué)說、粘著理論（2）庫倫摩擦條件：T=Pn或=n正壓力不大，變形量小；常摩擦力條件：=mK，當(dāng)m=1為最大摩擦力條件（3）干摩擦、邊界摩擦、流體

21、摩擦。特點(diǎn)：伴隨有變形金屬的塑性流動(dòng)；接觸面上壓強(qiáng)高；實(shí)際接觸面積大；不斷有新的摩擦面產(chǎn)生；常在高溫下產(chǎn)生摩擦。（4）金屬種類和化學(xué)成分；工具的表面狀態(tài)；接觸面上的單位壓力；變形溫度；變形速度15. 塑性成形過程中出現(xiàn)的主要質(zhì)量問題，塑性成型件進(jìn)行質(zhì)量分析的一般過程及分析方法。（1）加熱，過熱、過燒、加熱裂紋、銅脆、脫碳、增碳；工藝，大晶粒、晶粒不均勻、裂紋、鍛造折疊、穿流、帶狀組織；冷卻，冷卻裂紋、網(wǎng)狀碳化物。（2）調(diào)查原始情況（原材料，塑性成形工藝及熱處理情況。）；弄清質(zhì)量問題（查明塑性成形件的缺陷部位及宏觀特征。初步確定引起缺陷的原因。）；試驗(yàn)研究分析（取樣分析，確定其宏觀與微觀組織特征

22、）；提出解決措施。（3）低倍組織實(shí)驗(yàn)；金相實(shí)驗(yàn)；金屬變形流動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)。16. 主應(yīng)力法的基本原理，板料成型的特點(diǎn)。（1） 將應(yīng)力平衡微分方程和屈服方程聯(lián)立求解。（2） 板料成型時(shí)，坯料大都只有一個(gè)版面與模具接觸，另一個(gè)為自由表面；成型過程中大多在室溫下進(jìn)行，故必須考慮材料的加工硬化；變形區(qū)的板料厚度是變化的；必要時(shí)還需考慮板料的各向異性的影響。17. 開式模鍛行程的特點(diǎn)以及飛邊槽的作用。18. 簡述有限元法的一般解題步驟（1）把變形體看成是有限數(shù)目單元體的集合。分片近似對(duì)，每一個(gè)單元選擇函數(shù)來近似描述其場變量。將各個(gè)單元所建立的關(guān)系式加以集成，得到一個(gè)與有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的總體方程。（2）連續(xù)體的

23、離散化。選擇滿足某些要求的聯(lián)系單元節(jié)點(diǎn)和單元內(nèi)部各點(diǎn)的位移（或速度）的插值函數(shù)。建立單元的剛度矩陣或能量泛函。建立整體方程。解方程求未知節(jié)點(diǎn)的位移。由節(jié)點(diǎn)位移，得用幾何方程和物理方程，求整個(gè)變形的應(yīng)變場、應(yīng)力場。19. 熱塑性變形的主要軟化機(jī)制。動(dòng)態(tài)回復(fù)。金屬即使在遠(yuǎn)高于靜態(tài)再結(jié)晶溫度下，塑性加工時(shí)，一般只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，且對(duì)于有些金屬甚至變形程度很大，也不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，所以其為主要軟化機(jī)制。20. 影響晶粒大小的主要因素。加熱溫度，包括變形前的加熱溫度和固溶處理時(shí)的加熱溫度；變形程度，影響晶粒再結(jié)晶從而影響晶粒大??；機(jī)械阻礙物，會(huì)對(duì)晶界起到釘扎的作用，阻止晶界的遷徙，同時(shí)變形速度、原始晶粒度

24、和化學(xué)成分也會(huì)影響晶粒度。21. 對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn)。能表示變形的實(shí)際情況；可疊加應(yīng)變；為比應(yīng)變。22. 塑性成形過程潤滑劑的特點(diǎn)及分類。液體潤滑劑：植物動(dòng)物礦物油、有機(jī)化合物液體；固體潤滑劑：干性固體潤滑劑、軟化性固體潤滑劑、無機(jī)鹽類23. 應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理。(1)增加應(yīng)變速率會(huì)使金屬的真實(shí)應(yīng)力升高，是由于塑性變形的過程較復(fù)雜，需有一定的時(shí)間進(jìn)行。(2)增加應(yīng)變速率，由于無足夠時(shí)間進(jìn)行回復(fù)或再結(jié)晶，因而軟化過程不充分使金屬的塑性降低。(3)增加應(yīng)變速率，會(huì)使溫度效應(yīng)增大和金屬的溫度升高，這有利于金屬塑性的提高。綜上所述，應(yīng)變速率的增加，既有使金屬塑性降低的一面，又有使金屬塑性增加的一

25、面，這兩方面因素綜合作用的結(jié)果，最終決定了金屬塑性的變化。24. 說明冷塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響？1)對(duì)組織的影響 冷塑性變形后，金屬的晶粒形狀發(fā)生變化，變化趨勢大體同金屬的宏觀變形一致，變形程度大時(shí)會(huì)產(chǎn)生纖維組織。2)晶粒內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)，位錯(cuò)密度會(huì)增加。3)晶粒位向的改變，多晶體中原為任意取向的各個(gè)晶粒，會(huì)逐漸調(diào)整其取向而變?yōu)楸舜粟呌谝恢滦纬删哂袚駜?yōu)取向的組織，成為變形織構(gòu)。4)性能的變化，隨變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性韌性下降，利用這一現(xiàn)象，出現(xiàn)加工硬化。25. 細(xì)化晶粒的主要途徑？在原材料中添加一些合金元素，起到彌散的結(jié)晶核心的作用，從而細(xì)化晶粒；采用適當(dāng)?shù)淖冃?/p>

26、程度和變形溫度使晶粒得到細(xì)化；采用鍛后正火或退火等相變重晶界的方法來細(xì)化晶粒。26. 壓力加工中外摩擦有何特點(diǎn)？試分析壓力加工中經(jīng)常使用的潤滑劑種類及潤滑機(jī)理。答:外摩擦特點(diǎn)：接觸面壓力大，潤滑困難，摩擦應(yīng)力高；溫度條件惡劣(如高溫)；接觸條件不斷變化，表面狀態(tài)不一。塑性加工所使用的潤滑劑種類有液體潤滑劑,固體潤滑劑兩大類。液體潤滑劑主要是通過適當(dāng)?shù)恼扯容^大的活性形成一層穩(wěn)定結(jié)實(shí)的潤滑膜。固體潤滑劑：固體本身的剪切強(qiáng)度低于被加工材料的剪切強(qiáng)度。27. 簡述在塑性成形過程中潤滑劑的選用原則。（1）潤滑劑應(yīng)有良好的耐壓性能，在高壓作用下，潤滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤滑狀態(tài)；（2）潤滑劑

27、應(yīng)有良好耐高溫性能，在熱加工時(shí)，潤滑劑應(yīng)不分解，不變質(zhì)；（3）潤滑劑有冷卻模具的作用；（4）潤滑劑不應(yīng)對(duì)金屬和模具有腐蝕作用；（5）潤滑劑應(yīng)對(duì)人體無毒，不污染環(huán)境；（6）潤滑劑要求使用、清理方便、來源豐富、價(jià)格便宜等。28. 論述塑性成型過程中摩擦的特點(diǎn)。接觸面上的壓強(qiáng)高；伴隨變形金屬的塑性流動(dòng)；實(shí)際接觸面積大；不斷有新的摩擦面產(chǎn)生；在高溫下產(chǎn)生，有氧化皮。29. 鋼錠經(jīng)過熱加工變形后，組織和性能有什么變化?1）熱塑性變形可以改善晶粒組織2）鍛合內(nèi)部缺陷，消除了某些鑄造缺陷，較鑄態(tài)具有較佳的機(jī)械性能；3）破碎并改善碳化物和非金屬夾雜物在鋼中的分布，使其均勻地分布在鋼中；4）形成纖維組織，使材料

28、的性能得到改善；5）改善偏析，一定程度上改善鑄造組織的偏析。30. 舉例說明對(duì)數(shù)應(yīng)變具有可加性和可比性。可加性：設(shè)材料有L0-L1-L2； ； 具有可加性設(shè)材料由L-2L然后由2L-L 大小相等方向相反，具有可比性。金屬塑性成形原理復(fù)習(xí)題一、解釋名詞和術(shù)語 塑性 塑性變形 塑性成形 應(yīng)力張量  主應(yīng)力 主切應(yīng)力 主平面  主切應(yīng)力平面  平面應(yīng)力狀態(tài) 平面應(yīng)變狀態(tài) 軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài) 位移 位移分量 對(duì)數(shù)應(yīng)變 主應(yīng)變 主切應(yīng)變 應(yīng)變?cè)隽? 應(yīng)變速率 全量應(yīng)變  屈服準(zhǔn)則 屈服表面 屈服軌跡 平面  本構(gòu)方程 增量理論 全量理論 比例加載

29、真實(shí)應(yīng)力 理想彈塑性材料 理想剛塑性材料 彈塑性硬化材料 剛塑性硬化材料 滑移線 滑移線場   二、回答下列問題 1  張量有哪些基本性質(zhì)？ 2  試說明應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義。 3  如何判斷兩個(gè)應(yīng)力狀態(tài)是否相同？ 4  應(yīng)力偏張量的應(yīng)力球張量各引起物體什么變形？ 5  畫出主應(yīng)力簡圖的全部類型。 6  塑性變形時(shí)，應(yīng)變張量和應(yīng)變偏張量有何關(guān)系？其原因何在？ 7  用主應(yīng)變簡圖表示的塑性變形類型有哪些？畫出主應(yīng)變簡圖的全部類型。 8  對(duì)數(shù)應(yīng)變有何優(yōu)點(diǎn)？它與相對(duì)線應(yīng)變有何關(guān)系？ 9  常用的屈服準(zhǔn)則有哪兩個(gè)？如何表述？分別寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。 10    說明Tresca屈服準(zhǔn)則和Mises屈服準(zhǔn)則的幾何意義和物理意義。 11