《金属塑性成形原理》课程习题 第一章应力分析与应变分析 1-1塑性加工的外力有哪些类型? 1-2内力的物理本质是什么?诱发内力的因素有哪些? 1-3何谓应力、全应力、正应力与切应力?塑性力学上应力的正、负号是如何规 定的? 1-4何谓应力特征方程、应力不变量? 1-5何谓主切应力、八面体应力和等效应力?它们在塑性加工上有何意义? 1-6何谓应力张量和张量分解方程?它有何意义? 1-7应力不变量(含应力偏张量不变量)有何物理意义? 1-8塑性变形的力学方程有哪几种?其力学意义和作用如何? 1-9锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型? 1-10变形与位移有何关系?何谓全量应变、增量应变?它们有何联系和区别? 1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义
《金属塑性成形原理》课程习题 第一章 应力分析与应变分析 1-1 塑性加工的外力有哪些类型？ 1-2 内力的物理本质是什么？诱发内力的因素有哪些？ 1-3 何谓应力、全应力、正应力与切应力？塑性力学上应力的正、负号是如何规 定的？ 1-4 何谓应力特征方程、应力不变量？ 1-5 何谓主切应力、八面体应力和等效应力？它们在塑性加工上有何意义？ 1-6 何谓应力张量和张量分解方程？它有何意义？ 1-7 应力不变量（含应力偏张量不变量）有何物理意义？ 1-8 塑性变形的力学方程有哪几种？其力学意义和作用如何？ 1-9 锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型？ 1-10 变形与位移有何关系？何谓全量应变、增量应变？它们有何联系和区别？ 1-11 简述塑性变形体积不变条件的力学意义
1-12何谓变形速度?它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系? 1-13何谓变形力学图?如何根据主应力图确定塑性变形的类型? 1-14锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型? 1-15塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法?各有何特点? 1-16已知一点的应力状态 MPa,试求该应力空间 中 的斜截面上的正应力和切应力为多少? 1-17现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°,45°,90°角方向上的 应力值分别为 ,试问该平面上的主应力 各为多少? 1-18试证明: (1) (2) 1-19一圆形薄壁管,平均半径为R,壁厚为t,二端受拉力P及扭矩M的作用, 试求三个主应力 的大小与方向。 1-20两端封闭的薄壁圆管。受轴向拉力P,扭矩M,内压力ρ作用,试求圆管柱 面上一点的主应力 的大小与方向。其中管平均半径为R,壁厚为t,管 长为l
1-12 何谓变形速度？它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系？ 1-13 何谓变形力学图？如何根据主应力图确定塑性变形的类型？ 1-14 锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型？ 1-15 塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法？各有何特点？ 1-16 已知一点的应力状态 MPa，试求该应力空间 中 的斜截面上的正应力 和切应力 为多少？ 1-17 现用电阻应变仪测得平面应力状态下与 x 轴成 0°，45°，90°角方向上的 应力值分别为 ，试问该平面上的主应力 各为多少？ 1-18 试证明： （1） （2） 1-19 一圆形薄壁管，平均半径为 R，壁厚为 t，二端受拉力 P 及扭矩 M 的作用， 试求三个主应力 的大小与方向。 1-20 两端封闭的薄壁圆管。受轴向拉力 P，扭矩 M，内压力ρ作用，试求圆管柱 面上一点的主应力 的大小与方向。其中管平均半径为 R，壁厚为 t，管 长为 l
1-21已知平面应变状态下,变形体某点的位移函数为 ,试求该点的应奕分量 ,并求出主应变的大 小与方向。 1-22为测量平面应变下应变分量 将三片应变片贴在与x轴成0° 60°,120°夹角的方向上,测得它们的应变值分别为 。试求 及主应变的大小与方向。 1-23已知圆盘平锤均匀压缩时,质点的位移速度场为 其中为全锤头压下速度,h为圆盘厚度。试求应变速度张量 1-24一长为Ⅰ的圆形薄壁管,平均半径为R,在两端受拉力P,扭矩M作用后, 管子的长度变成l,两端的相对扭转角为,假设材料为不可压缩的。在小变形 条件下给出等效应变与洛德参数的表达式 1-25某轧钢厂在三机架连轧机列上生产h×b×=1.92×500×100,000m的A3 带钢产品(见图1-14),第1、3机架上的压下率为20%,第2机架上为25%, 若整个轧制过程中带材的宽度b保持不变,试求带钢在该连轧机列上的总压下量 及每机架前后带钢的尺寸为多少? 图1-25三机架连轧机列示意图
1-21 已知平面应变状态下，变形体某点的位移函数为 ， ，试求该点的应奕分量 ，并求出主应变 的大 小与方向。 1-22 为测量平面应变下应变分量 将三片应变片贴在与 x 轴成 0°, 60°，120°夹角的方向上，测得它们的应变值分别为 。试求 以 及主应变 的大小与方向。 1-23 已知圆盘平锤均匀压缩时，质点的位移速度场为 ， ， ，其中 为全锤头压下速度，h 为圆盘厚度。试求应变速度张量 。 1-24 一长为 l 的圆形薄壁管，平均半径为 R，在两端受拉力 P，扭矩 M 作用后， 管子的长度变成 l1，两端的相对扭转角为 ，假设材料为不可压缩的。在小变形 条件下给出等效应变 与洛德参数 的表达式。 1-25 某轧钢厂在三机架连轧机列上生产 h×b×l=1.92×500×100,000mm 的 A3 带钢产品（见图 1-14），第 1、3 机架上的压下率为 20%，第 2 机架上为 25%， 若整个轧制过程中带材的宽度 b 保持不变，试求带钢在该连轧机列上的总压下量 及每机架前后带钢的尺寸为多少？ 图 1-25 三机架连轧机列示意图
第二章金属塑性变形的物性方程 2-1金属塑性变形有哪些基本特点? 2-2何谓屈服准则?常用屈服准则有哪两种?试比较它们的同异点? 2-3何谓加载准则、加载路径?它们对于塑性变形的应力应变关系有何影响? 2-4塑性变形的应力应变关系为何要用增量理论 2-5塑性变形的增量理论的主要论点有哪些?常用塑性变形增量理论有哪两 类?试比较它们的同异点? 2-6何谓塑性势? 2-7平面应变和轴对称问题的应变和应力特点有哪些? 2-8何谓变形抗力和变形抗力曲线? 2-9影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些? 2-10已知材料的真应力真应变曲线为 A为材料常数,n为硬化指数, 试问简单拉伸时该材料出现颈缩时的应变量为多少?此时的真实应力与强度 的关系怎样 2-11若变形体屈服时的应力状态为:
第二章 金属塑性变形的物性方程 2-1 金属塑性变形有哪些基本特点？ 2-2 何谓屈服准则？常用屈服准则有哪两种？试比较它们的同异点？ 2-3 何谓加载准则、加载路径？它们对于塑性变形的应力应变关系有何影响？ 2-4 塑性变形的应力应变关系为何要用增量理论？ 2-5 塑性变形的增量理论的主要论点有哪些？常用塑性变形增量理论有哪两 类？试比较它们的同异点？ 2-6 何谓塑性势？ 2-7 平面应变和轴对称问题的应变和应力特点有哪些？ 2-8 何谓变形抗力和变形抗力曲线？ 2-9 影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些？ 2-10 已知材料的真应力真应变曲线为 ，A 为材料常数，n 为硬化指数， 试问简单拉伸时该材料出现颈缩时的应变量为多少？此时的真实应力与强度 的关系怎样？ 2-11 若变形体屈服时的应力状态为：
MP 试分别按 Mises和 Tresca塑性条件计算该材料的屈服应力及值,并分析差 异大小。 2-12两端封闭的矩形薄壁管内充入压力为p的高压液体。若材料的屈服应力 MPa,试按 Mises塑性条件确定该管壁整个屈服时最小的p值为多少? (不考虑角上的影响)。(管材尺寸L×B×H,壁厚t) 2-13已知一外径为30mm,壁厚为1.5mm,长为250m二端封闭的金属薄壁管, 受到轴向拉伸载荷Q和内压力p的复合作用,加载过程保持 。若该材 料的 MPa。试求当=600MPa时,(1)等效应变;(2)管材 尺寸:(3)所需加的Q与p值大小 2-14若薄壁管的 ,按OBE、OCE和OAE三种路径进行拉、扭加载(见 题2-14图),试求三种路径到达E点的塑性应变量 为多少? 2-15试证明单位体积的塑性应变能增量 2-16一薄壁圆管,平均半径为R,壁厚为t,承受内压力作用,讨论下列三种情 形:(1)管的二端是自由的:(2)管的二端为固定的;(3)管的二端是封闭 的。试问p多大时管子开始屈服?屈服条件为 Mises准则。 2-17变形抗力的大小对加工生产有何种意义?对制品性能有何意义? 题2-14图 题2-19图
MPa 试分别按 Mises 和 Tresca 塑性条件计算该材料的屈服应力 及 值，并分析差 异大小。 2-12 两端封闭的矩形薄壁管内充入压力为 p 的高压液体。若材料的屈服应力 MPa，试按 Mises 塑性条件确定该管壁整个屈服时最小的 p 值为多少？ （不考虑角上的影响）。（管材尺寸 L×B×H，壁厚 t）。 2-13 已知一外径为 30mm，壁厚为 1. 5mm，长为 250mm 二端封闭的金属薄壁管， 受到轴向拉伸载荷 Q 和内压力 p 的复合作用，加载过程保持 。若该材 料的 MPa。试求当 =600MPa 时，（1）等效应变 ；（2）管材 尺寸；（3）所需加的 Q 与 p 值大小。 2-14 若薄壁管的 ，按 OBE、OCE 和 OAE 三种路径进行拉、扭加载（见 题 2-14 图），试求三种路径到达 E 点的塑性应变量 为多少？ 2-15 试证明单位体积的塑性应变能增量 2-16 一薄壁圆管，平均半径为 R，壁厚为 t，承受内压力作用，讨论下列三种情 形：（1）管的二端是自由的；（2）管的二端为固定的；（3）管的二端是封闭 的。试问 p 多大时管子开始屈服？屈服条件为 Mises 准则。 2-17 变形抗力的大小对加工生产有何种意义？对制品性能有何意义？ 题 2-14 图 题 2-19 图