最大散逸功原理。
17. 上限法的基本原理是什么？
按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解，这一变形载荷它总是大于真实载荷，即高估的近似值，故称上限解。
五、简答题
1. 什么是应力张量不变量，应力特征方程式什么？
J1J2J3 应力特征方程：?3?J1?2?J2??J3?0
2. 什么是应力偏张量和球应力张量，他们的物理意义是什么？
???ij?m ?ij??ij球应力在所有方向都没有剪应力，故不能使物体产生形状变化和塑性变形，而只能产生体积变化。 应力偏张量只能使物体产生形状变化，不能产生体积变化。 3. 平面应力状态和轴对称应力状态的特点及其对应的应力张量？
平面应力状态：
（1） 变形体内所有的质点在某一方向垂直的平面上没有应力作用；
（2） 各应力分量与Z轴无关，整个物体的应力分布可以在xy坐标平面上表示出来。
??100???ij??0?02????000??轴对称应力状态：
（1） 由于通过旋转体轴线的平面，即?面在变形过程中始终不会扭曲，所以在?面上没有剪应力，
而且??是主应力。
（2） 各应力分量与?坐标无关。
??p0?pz????ij??0??0?
???0?zpz??4. 两个屈服准则有何区别，在什么状态下两个屈服准则相同，什么状态下差别最大？
两个屈服准则相比，数学表达式右边相差系数?，当中间应力??1时，时两个屈服准则的数学表达式相同，当??1.155时，两个屈服准则差别最大。
5. 弹性变形时应力-应变关系有哪些特点，为什么说塑性变形时应力和应变之间关系与加载历史有关？
答案：塑性应力与应变关系有如下特点：
（1）塑性变形不可恢复，是不可逆的关系，与应变历史有关，即应力与应变关系不再保持单值关系。 （2）塑性变形时，认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比 =。
（3）应力应变之间关系是非线性关系，因此，全量应变主轴与应力主轴不一定重合。
（4）对于硬化材料，卸载后再重新加载，其屈服应力就是卸载后的屈服应力，比初始屈服应力要高。 正因为塑性变形是不可逆的，应力与应变关系不是单值对应的，与应变历史有关，而且全量应变主轴与应力主轴不一定重合，因此说应力与应变之间的关系与加载历史有关，离开加载路线来建立应力与全量应变之间的关系是不可能的。
6. 塑性加工时接触表面的摩擦条件有哪几种，其数学表达式有什么不同？
库伦摩擦条件：????n(??0.5~0.577)
k?0.5?T，k?0.577?T 最大摩擦条件：根据塑性条件，在轴对称情况下，在平面变形条件下，??k，
摩擦力不表条件：??m?k(m?0~1.0) 7. 影响摩擦的主要因素有哪些？
金属的种类和化学成分； 工具材料及其表面状态； 接触面上的单位压力； 变形温度； 变形速度； 润滑剂。
8. 什么是上限法，其优点有哪些？
按运动学许可速度场来确定变形载荷的近似解，这一变形载荷它总是大于真实载荷，即高估的近似值，故称上限解。优点：
（1） 不仅适用于平面问题，也适用于轴对称问题和三维问题 （2） 上限法虽是一种高估的近似解，可使之尽可能接近真实解
（3） 便于与计算机结合，用以模拟工件与工具的接触面上单位压力分布及进行模具设计。
（4） 上限法已成功地用于分析裂纹的产生，计算最佳工艺参数，并开始处理加工硬化材料，疏松材
料，以及考虑高速成形时惯性的影响。
9. 影响塑性的主要因素及提高塑性的途径有哪些？
影响塑性的内部因素:
化学成分； 合金元素； 组织结构； 外部因素：
变形温度； 变形速度； 变形程度； 应力状态； 变形状态； 尺寸因素； 周围介质； 提高尽速塑性的因素：
控制化学成分，改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性； 采用合适的变形温度，速度制度； 选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的并行状态； 避免加热和加工时周围介质的不良影响等。 10. 为什么静水压力能提高金属的塑形？
（1） 塑性加工若没有再结晶和溶解沉淀等修复机构时，晶见变形会使晶间显微破坏得到积累，进而
迅速地引起多晶体的破坏，而三向压缩能遏止晶粒边界相对移动，使晶间变形困难。
（2） 三向压缩使金属变得更为致密，其各种显微破坏得到修复，甚至其宏观破坏也得到修复，而三
向拉伸则加速各种破坏的发展。
（3） 三向压缩能完全或局部地消除变形物体内数量很小的某些夹杂物甚至液相对塑性的不良影响。
而三向拉应力会使这些地方形成应力集中，加速金属破坏出现。
（4） 三向压缩能完全抵偿或大大降低由于不均匀变形所引起的附加拉伸应力，减轻拉应力的不良影
响。
11. 影响动态回复的因素有哪些？
金属的点阵类型； 应变速率和温度； 溶质元素的影响； 第二相的影响； 原始亚结构的影响。 12. 热加工过程中金属组织有哪些变化？
（1）铸态组织中的缩孔、疏松、空隙、气泡等缺陷得到压密或焊合。金属在变形中由于加工硬化所造
成的不致密现象，也随着再结晶的进行而恢复。 （2）在热加工变形中可使晶粒细化和夹杂物破碎。 （3）形成纤维组织。 （4）产生带状组织。 13. 影响断裂类型的因素有哪些？
变形温度； 变形速度； 应力状态 14. 可谓脆性断裂，何为韧性断裂?
脆性断裂：断面外观上没有明显的塑性变形迹象，直接由弹性变形状态过渡到断裂，断裂面和拉伸轴接近正交，断口平齐。 韧性断裂：在断裂前金属经受了较大的塑性变形，其断口成纤维状，灰暗无光。 15. 等效应力有何特点？写出其数学表达式。
答案：
等效应力的特点：等效应力不能在特定微分平面上表示出来，但它可以在一定意义上“代表”整个应力状态中的偏张量部分，因而与材料的塑性变形密切有关。人们把它称为广义应力或应力强度。等效应力也是一个不变量。其数学表达式如下：
等效应力在主轴坐标系中定义为:
??12?(?1??2)2?(?2??3)2?(?3??1)2?3J2
在任意坐标系中定义为
??12(?x??y)2?(?y??z)2?(?z??x)2?6(?xy??yz??zx)
22220. 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？
答案：
屈服准则：只有当各应力分量之间符合一定的关系时，质点才进入塑性状态，这种关系就叫屈服准则。 常用屈服准则：密席斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则
同异点：在有两个主应力相等的应力状态下，两者是一致的。对于塑性金属材料，密席斯准则更接近于实验数据。在平面应变状态时，两个准则的差别最大为%。 21. 什么是塑性？简述提高金属塑性的主要途径？ 答案：
提高金属塑性的主要途径： 1) 提高材料的成分和组织的均匀性 2) 合理选择变形温度和变形速度 3) 选择三向受压较强的变形方式 4) 减少变形的不均匀性
22. 在塑性加工中润滑的目的是什么？影响摩擦系数的主要因素有哪些？
答案：润滑的目的是:
1）减少工模具磨损； 2）延长工具使用寿命；
3）提高制品质量； 4）降低金属； 5）变形时的能耗。 影响摩擦系数的主要因素：
1）金属种类和化学成分； 2）工具材料及其表面状态； 3）接触面上的单位压力； 4）变形温度； 5）变形速度； 6）润滑剂
23. 简述在塑性加工中影响金属材料变形抗力的主要因素有哪些？
答案：金属材料变形抗力影响因素有：
1)材料（化学成分、组织结构）； 2)变形程度；
3)变形温度； 4)变形速度；
5)应力状态； 6)接触界面（接触摩擦） 24. 什么是速度间断？为什么说只有切向速度间断，而法向速度必须连续？
答案：若塑性区与刚性区之间或塑性区内相邻两区域之间可能有相对滑动，即速度发生跳跃，此现象称为速度不连续，或速度间断。
现设变形体被速度间断面SD分成①和②两个区域；在微段dSD上的速度间断情况如下图所示。
根据塑性变形体积不变条件，以及变形体在变形时保持连续形，不发生重叠和开裂可知，垂直于dSD上的速度分量必须相等，即动。其速度间断值为
u?u?1n?2n，而切向速度分量可以不等，造成②区的相对滑
[Vt]?u?u?1t?2t
25. 简述塑性成形中对润滑剂的要求？
（1）润滑剂应有良好的耐压性能，在高压作用下，润滑膜仍能吸附在接触表面上，保持良好的润滑状态； （2）润滑剂应有良好耐高温性能，在热加工时，润滑剂应不分解，不变质； （3）润滑剂有冷却模具的作用；
（4）润滑剂不应对金属和模具有腐蚀作用； （5）润滑剂应对人体无毒，不污染环境；
（6）润滑剂要求使用、清理方便、来源丰富、价格便宜等。 26. 简述金属塑性加工的主要优点： 结构致密，组织改善，性能提高。 材料利用率高，流线分布合理。 精度高，可以实现少无切削的要求。 生产效率高。
27. 简述金属塑性加工时摩擦的特点及作用 摩擦的不利方面：
改变物体应力状态，使变形力和能耗增加 引起工件变形与应力分布不均匀
恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命 摩擦的利用
例如，用增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕
金属塑性加工原理考试总复习
