河北2023年專升本金屬塑性變形原理考試大綱

Ⅰ.課程簡(jiǎn)介

一、內(nèi)容概述與要求

金屬塑性變形原理是為招收材料成型及控制工程專業(yè)?？粕究茖W(xué)生而實(shí)施的入學(xué)考試課程。

金屬塑性變形原理課程主要講授金屬產(chǎn)生塑性變形時(shí)在金屬學(xué)和力學(xué)等方面所遵循的 基礎(chǔ)和規(guī)律。其目的在于科學(xué)地、系統(tǒng)地闡明這些基礎(chǔ)和規(guī)律，為學(xué)習(xí)后續(xù)的工藝課程作理 論準(zhǔn)備，也為合理制訂金屬塑性成型工藝規(guī)范及選擇、設(shè)計(jì)加工設(shè)備奠定理論基礎(chǔ)。參加金 屬塑性變形原理的學(xué)生應(yīng)掌握金屬塑性力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，即掌握金屬塑性變形體內(nèi)的應(yīng)力 場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力－應(yīng)變之間關(guān)系、塑性變形時(shí)的力學(xué)條件等塑性理論基礎(chǔ)知識(shí)；掌握塑性 成型問題的幾種主要解法 (包括解析和數(shù)值解法) ；掌握金屬塑性成型時(shí)的金屬流動(dòng)規(guī)律和 變形特點(diǎn)，分析金屬的基本成型工藝，以便確定合理的坯料尺寸和成型工序；掌握對(duì)成型質(zhì) 量進(jìn)行定性分析及提高成型質(zhì)量的方法；掌握金屬塑性變形的物理基礎(chǔ)，即掌握影響金屬性 能的主要因素及原理，掌握金屬性能主要指標(biāo)的測(cè)試方法等。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為 150 分，考試時(shí)間為 75 分鐘。

試卷包括填空題、選擇題、問答題和解釋現(xiàn)象題。填空題要求直接把答案寫出；選擇題 是四選一型的單項(xiàng)選擇題； 問答題和解釋現(xiàn)象題均應(yīng)寫出文字說明。

填空題和選擇題分值合計(jì)為 80 分。其余類型題目分值合計(jì)為 70 分。

Ⅱ.知識(shí)要點(diǎn)與考核要求

一、金屬塑性加工的力學(xué)和熱力學(xué)條件

1. 知識(shí)范圍

塑性加工中工件所受的外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力圖示、變形程度、變形圖示、 變形速度和金屬塑性加工時(shí)的熱力學(xué)條件。

2. 考核要求

(1) 了解塑性加工中工件受到的外力，掌握內(nèi)力和應(yīng)力的概念。

(2) 了解應(yīng)力狀態(tài)的概念，會(huì)確定金屬具體變形過程中的應(yīng)力圖示。

(3) 掌握變形程度中描述變形過程的四種表示方法。

(4) 掌握三種變形圖示，掌握變形速度的概念，了解鍛壓、軋制和擠壓三種變形過程中的應(yīng)變速率。

(5) 掌握金屬塑性加工變形時(shí)的熱力學(xué)條件。

二、金屬塑性變形的物理本質(zhì)

1. 知識(shí)范圍

單晶體塑性變形機(jī)制，滑移、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、孿生、多晶體塑性變形特點(diǎn)、多晶體的屈服和形變時(shí)效。

2. 考核要求

(1) 掌握滑移和孿生的區(qū)別。

(2) 掌握金屬的三種常見晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系。

(3) 了解多晶體塑性變形的特點(diǎn)。

(4) 掌握屈服效應(yīng)的的主要特點(diǎn)及產(chǎn)生原因，存在的鋼種。

三、金屬在塑性加工變形中組織性能的變化

1. 知識(shí)范圍

在冷加工變形中組織性能的變化，晶粒被拉長(zhǎng)、亞結(jié)構(gòu)、變形織構(gòu)、絲織構(gòu)、板織構(gòu)、 金屬性能的變化，熱加工變形過程中組織性能的變化、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、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

2. 考核要求

(1) 掌握冷加工與熱加工的纖維組織的異同。

(2) 掌握亞結(jié)構(gòu)、變形織構(gòu)的概念，典型面心立方金屬和體心立方金屬經(jīng)拉拔后的具有的絲織構(gòu)。

(3) 了解冷加工和熱加工后金屬性能的變化。

(4) 掌握動(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、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的概念，亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的特點(diǎn)。

四、鋼材組織性能的控制

1. 知識(shí)范圍

強(qiáng)韌性能的控制、強(qiáng)韌性能的概念、強(qiáng)韌性能的影響因素、沖壓性能的控制，影響沖壓 性能的因素、 電磁性能控制，熱強(qiáng)性能控制。

2. 考核要求

(1) 掌握強(qiáng)韌性的概念，衡量鋼材強(qiáng)度的指標(biāo)，為何晶粒愈細(xì)，鋼材的強(qiáng)韌性能就愈好。

(2) 了解影響電磁性能的主要因素。

(3) 掌握對(duì)沖壓用的低碳鋼板材，具有{111}晶面與板面平行的織構(gòu)沖壓性能好。

(4) 了解影響熱強(qiáng)性能的主要因素。

五、金屬塑性變形的不均勻性

1. 知識(shí)范圍

均勻變形、不均勻變形、研究變形分布的方法、基本應(yīng)力、附加應(yīng)力、殘余應(yīng)力、工作 應(yīng)力、變形及應(yīng)力不均勻分布的原因、變形及應(yīng)力不均勻分布所引起的后果、減小或消除殘 余應(yīng)力的措施。

2. 考核要求

(1) 掌握研究變形分布的方法。

(2) 掌握基本應(yīng)力、附加應(yīng)力和工作應(yīng)力之間的相互區(qū)別與聯(lián)系。

(3) 會(huì)分析變形及應(yīng)力不均勻分布產(chǎn)生的一些現(xiàn)象。

(4) 掌握變形及應(yīng)力不均勻分布的后果。

(5) 掌握減小或消除殘余應(yīng)力的措施。

六、金屬在加工變形中的斷裂

1. 知識(shí)范圍

金屬斷裂的物理本質(zhì)、脆性斷裂、延性斷裂、解理面、穿晶斷裂、晶間斷裂；金屬在塑 性變形過程中的典型斷裂現(xiàn)象。

2. 考核要求

(1) 了解斷裂的分類，會(huì)根據(jù)斷口形貌確定斷裂類型。

(2) 會(huì)分析金屬在塑性變形過程中出現(xiàn)的一些斷裂現(xiàn)象。比如當(dāng)用平錘頭將一根圓坯鍛壓成方形時(shí)，發(fā)現(xiàn)在方件的橫斷面上產(chǎn)生橫裂。

七、金屬的塑性

1. 知識(shí)范圍

塑性、金屬塑性的測(cè)定方法、影響塑性的主要因素、提高塑性的主要途徑，金屬的超塑性、超塑性的種類。

2. 考核要求

(1) 掌握塑性的概念，金屬塑性的測(cè)定方法。

(2) 掌握各因素對(duì)塑性的影響。

(3) 掌握提高塑性的主要途徑。

(4) 掌握超塑性的種類，了解細(xì)晶超塑性的特征、細(xì)晶超塑性變形的機(jī)制和超塑性在金屬加工方面的應(yīng)用。

八、金屬塑性變形抗力

1. 知識(shí)范圍

金屬塑性變形抗力及測(cè)定方法、影響塑性變形抗力的主要因素。

2. 考核要求

(1) 掌握金屬塑性變形抗力的概念、測(cè)定方法。

(2) 掌握各因素對(duì)變形抗力的影響。

九、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析

1. 知識(shí)范圍

應(yīng)力、應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)力張量、主應(yīng)力、應(yīng)力張量常量、球應(yīng)力分量、偏差應(yīng)力分量、八 面體應(yīng)力；應(yīng)變、應(yīng)變張量與應(yīng)變張量的分解、幾何方程、應(yīng)變?cè)隽颗c應(yīng)變速度；力平衡微 分方程、屈服條件、塑性應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系、等效應(yīng)力與等效應(yīng)變、平面變形與軸對(duì)稱變形 力學(xué)方程。

2. 考核要求

(1) 掌握一點(diǎn)處應(yīng)力狀態(tài)的各種分析方法和表示方法，常用公式。

(2) 理解球應(yīng)力分量和偏差應(yīng)力分量在金屬變形過程中起的作用。

(3) 了解力平衡方程的推導(dǎo)過程。

(4) 掌握兩個(gè)屈服條件方程，塑性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系方程。

(5) 了解等效應(yīng)力與等效應(yīng)變方程。

(6) 掌握平面變形的幾何方程，應(yīng)力關(guān)系。

十、工程法及其應(yīng)用

1. 知識(shí)范圍

工程法、近似工程法計(jì)算平砧鍛造、圓盤壓縮、變形功。

2. 考核要求

(1) 能夠運(yùn)用近似工程法解決平面變形和軸對(duì)稱的塑性變形過程。

(2) 了解圓盤壓縮時(shí)工程法和近似工程法的推導(dǎo)過程。

十一、滑移線場(chǎng)理論及其應(yīng)用

1. 知識(shí)范圍

滑移線、滑移線場(chǎng)、Henchy 應(yīng)力方程、滑移線場(chǎng)的幾何性質(zhì)、應(yīng)力邊界條件、滑移線 場(chǎng)的幾何作圖、極限載荷問題及舉例、速度方程與速度場(chǎng)。

2. 考核要求

(1) 掌握滑移線的概念，會(huì)確定滑移線場(chǎng)中的滑移線。

(2) 掌握 Hencky 應(yīng)力方程的用法。

(3) 掌握滑移線的幾何性質(zhì)，四種應(yīng)力邊界條件的特點(diǎn)。

(4) 會(huì)利用滑移線理論計(jì)算點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)和平?jīng)_頭壓入半無限體的極限載荷。

十二、上、下界定理及其應(yīng)用

1. 知識(shí)范圍

虛位移原理、最大塑性功原理、下界定理、上界定理、上界定理的應(yīng)用。

2. 考核要求

(1) 掌握虛位移原理、最大塑性功原理、下界定理和上界定理概念及其表達(dá)式。

(2) 了解上界定理的應(yīng)用。

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