1、材料成形原理期末考试复习焊接成形部分一、名词解释：焊接热影响区；长渣；短渣；先期脱氧；沉淀脱氧；熔合比；残余应力；残余变形；裂纹；热裂纹；冷裂纹；扩散氢；熔合区；区域偏析；微观偏析。二、问答题：1. 简述焊接区气体的来源？2. 简述氢对焊缝组织性能的影响？3. 简述熔渣在焊接过程中的作用？4. 简述焊接时选用脱氧剂的原则及其主要反应方程式？5. 简述凝固裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？6. 简述冷裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？ 塑形成形部分1、已知变形体某点的应力状态为：（MPa）407ij1） 、求出主应力 、 、 和球应力张量，偏应力张量，并画出应力莫尔圆
2、。1232） 、求出主切应力，最大切应力 和等效应力 之值各为多少。max解：1）主应力特征方程为： 040147按第 3 行展开得：0140742016780429解方程得： ， ，01421033zyxm球应力张量为： MPa40ijm偏应力张量为： MPa3 ijmijij应力莫尔圆为：2）主切应力为：MPa251MPa323MPa502313MPamaxMPa6.83502121322 2、一薄壁管，内径 80mm，壁厚 4mm，承受内压 p，材料的屈服点为MPa，现忽略管壁上的径向应力（即设 ） 。试用两个屈服准则0s 求出下列情况下管子屈服时的 p， （1）管子两端自由（2）管子两
3、端封闭（3）管子两端加 100KN 的压力。 （8 分）解：（1）根据塑性力学，两端自由的薄壁管的应力分量为： ptr1040z按题意， ，显然：r， ，p1102z03r1）由屈雷斯加屈服准则，解得 MPa25231maxs 2p2）由米塞斯屈服准则2132321 s带入有， ，解得 MPa0p0p（2）根据塑性力学，两端封闭的薄壁管的应力分量为： tr14ppz520按题意， ，显然：r， ，101z203r1）由屈雷斯加屈服准则，解得 MPa205231max sp 20p2）由米塞斯屈服准则2132321 s带入有， ，解得 MPa2205p1.340p（3）根据塑性力学，管子两端加
4、100KN 的压力的应力分量为：tr14 MPamNtNz 5.940202按题意， ，显然：r， ，p1012r.3z1）由屈雷斯加屈服准则， ，解得 MPa231maxs205.910p2）由米塞斯屈服准则2132321 s带入有， ， ，05.9810p 05.61902p解得 MPap3、某理想塑性材料，屈服应力为 150MPa。已知某点的应变增量为，平均应力 50MPa，试求该点的应力状态。2.005.1.5ijd(8 分)解： 1s根据增量理论有： 23 dddijijij 所以： 22222 632 zxyzxxzzyyx ddddd 22222 051.0.01.034.所以：
5、 30421502d 42.031.54.3 ijijijd58.92015.23.639. 58.42015.239.61.3.500.41.mijijij4、用主应力法求轴对称镦粗的变形力5、试用滑移线法求光滑平冲头压入两边为斜面的半无限高坯料时的极限载荷F。设冲头宽度为 2b，长为 l，且 。b2解：因 ，所以长度方向的应变为 0，属于平面变形问题。画出的滑移线l场如下图所示。并判断线和线如图所示。 1232bpFyxOCEBAFDF 点位于自由表面： ，KmF4FE 点位于光滑表面： E沿 线：FmFE2 21422 KKKFEmFE 213p6、在平底模中进行平面变形挤压，若模具光滑
6、无摩擦，按图 19-42 所示的分块模式确定平均单位挤压力的上限解。并与滑移线解作比较，说明何种模式的上限解最优。4321 A= CODB5Hh145 31ODBA45H=h3a) b) c)解：a)刚性块的速端图如下图所示： dcba0求得速度间断面 、 、 、 、 的几何尺寸为：123423= = = = ， =2h1243设 B 块的速度 为 1，则 D 块的速度 为 2，求得速度间断面 、 、 、obod1234、 上的速度间断值为：，2cdbao1ac根据功率平衡原理有 *2DSVKhpDacbacdoa1342314124hKh6p3*b)刚性块的速端图如下图所示： 0abcd求得
7、速度间断面 、 、 、 、 的几何尺寸为：123423= = ， = = ， =124hAhsinisn1Aico3sin设 B 块的速度 为 1，则 D 块的速度 为 2，求得速度间断面 、 、 、bod1234、 上的速度间断值为：234， ，Acdoasin2Abcasino1Aacsino根据功率平衡原理有 *2DSVKhpDacbacdoa1342314 AAhAhAh sinco2sincosiosinsi2 Kh sinc2icos1in2sico4AAKhtan2ttan12t142pt1ttt2*令 tanA=x， ，得0*p012x解得： 21即 时， 时， 有极小值tan05.67*pK65.2*c) 刚性块的速端图如下图所示： dba求得速度间断面 、 、 的几何尺寸为：123= = ， =123h设 B 块的速度 为 1，则 D 块的速度 为 2，求得速度间断面 、 、 上obod123的速度间断值为：，2ado根据功率平衡原理有 *DSVKhpDabdoa2312hKh6p3*第二种模式，当 时结果最优。05.67A
