Ⅰ.课程简介

　　一、内容概述与要求

　　金属塑性变形原理是为招收材料成型及控制工程专业专科升本科学生而实施的入学考试课程。

　　金属塑性变形原理课程主要讲授金属产生塑性变形时在金属学和力学等方面所遵循的 基础和规律。其目的在于科学地、系统地阐明这些基础和规律，为学习后续的工艺课程作理 论准备，也为合理制订金属塑性成型工艺规范及选择、设计加工设备奠定理论基础。参加金 属塑性变形原理的学生应掌握金属塑性力学的基础知识，即掌握金属塑性变形体内的应力 场、应变场、应力－应变之间关系、塑性变形时的力学条件等塑性理论基础知识；掌握塑性 成型问题的几种主要解法 (包括解析和数值解法) ；掌握金属塑性成型时的金属流动规律和 变形特点，分析金属的基本成型工艺，以便确定合理的坯料尺寸和成型工序；掌握对成型质 量进行定性分析及提高成型质量的方法；掌握金属塑性变形的物理基础，即掌握影响金属性 能的主要因素及原理，掌握金属性能主要指标的测试方法等。

　　二、考试形式与试卷结构

　　考试采用闭卷、笔试形式，全卷满分为 150 分，考试时间为 75 分钟。

　　试卷包括填空题、选择题、问答题和解释现象题。填空题要求直接把答案写出；选择题 是四选一型的单项选择题； 问答题和解释现象题均应写出文字说明。

　　填空题和选择题分值合计为 80 分。其余类型题目分值合计为 70 分。

　　Ⅱ.知识要点与考核要求

　　一、金属塑性加工的力学和热力学条件

　　1.  知识范围

　　塑性加工中工件所受的外力、内力、应力、应力状态、应力图示、变形程度、变形图示、 变形速度和金属塑性加工时的热力学条件。

　　2. 考核要求

　　(1) 了解塑性加工中工件受到的外力，掌握内力和应力的概念。

　　(2) 了解应力状态的概念，会确定金属具体变形过程中的应力图示。

　　(3) 掌握变形程度中描述变形过程的四种表示方法。

　　(4) 掌握三种变形图示，掌握变形速度的概念，了解锻压、轧制和挤压三种变形过程中的应变速率。

　　(5) 掌握金属塑性加工变形时的热力学条件。

　　二、金属塑性变形的物理本质

　　1. 知识范围

　　单晶体塑性变形机制，滑移、金属的晶体结构、孪生、多晶体塑性变形特点、多晶体的屈服和形变时效。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握滑移和孪生的区别。

　　(2) 掌握金属的三种常见晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系。

　　(3) 了解多晶体塑性变形的特点。

　　(4) 掌握屈服效应的的主要特点及产生原因，存在的钢种。

　　三、金属在塑性加工变形中组织性能的变化

　　1. 知识范围

　　在冷加工变形中组织性能的变化，晶粒被拉长、亚结构、变形织构、丝织构、板织构、 金属性能的变化，热加工变形过程中组织性能的变化、动态回复、动态再结晶、静态回复、 静态再结晶、亚动态再结晶。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握冷加工与热加工的纤维组织的异同。

　　(2) 掌握亚结构、变形织构的概念，典型面心立方金属和体心立方金属经拉拔后的具有的丝织构。

　　(3) 了解冷加工和热加工后金属性能的变化。

　　(4) 掌握动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶的概念，亚动态再结晶的特点。

　　四、钢材组织性能的控制

　　1. 知识范围

　　强韧性能的控制、强韧性能的概念、强韧性能的影响因素、冲压性能的控制，影响冲压 性能的因素、 电磁性能控制，热强性能控制。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握强韧性的概念，衡量钢材强度的指标，为何晶粒愈细，钢材的强韧性能就愈好。

　　(2) 了解影响电磁性能的主要因素。

　　(3) 掌握对冲压用的低碳钢板材，具有{111}晶面与板面平行的织构冲压性能好。

　　(4) 了解影响热强性能的主要因素。

　　五、金属塑性变形的不均匀性

　　1. 知识范围

　　均匀变形、不均匀变形、研究变形分布的方法、基本应力、附加应力、残余应力、工作 应力、变形及应力不均匀分布的原因、变形及应力不均匀分布所引起的后果、减小或消除残 余应力的措施。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握研究变形分布的方法。

　　(2) 掌握基本应力、附加应力和工作应力之间的相互区别与联系。

　　(3) 会分析变形及应力不均匀分布产生的一些现象。

　　(4) 掌握变形及应力不均匀分布的后果。

　　(5) 掌握减小或消除残余应力的措施。

　　六、金属在加工变形中的断裂

　　1. 知识范围

　　金属断裂的物理本质、脆性断裂、延性断裂、解理面、穿晶断裂、晶间断裂；金属在塑 性变形过程中的典型断裂现象。

　　2. 考核要求

　　(1) 了解断裂的分类，会根据断口形貌确定断裂类型。

　　(2) 会分析金属在塑性变形过程中出现的一些断裂现象。比如当用平锤头将一根圆坯锻压成方形时，发现在方件的横断面上产生横裂。

　　七、金属的塑性

　　1. 知识范围

　　塑性、金属塑性的测定方法、影响塑性的主要因素、提高塑性的主要途径，金属的超塑性、超塑性的种类。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握塑性的概念，金属塑性的测定方法。

　　(2) 掌握各因素对塑性的影响。

　　(3) 掌握提高塑性的主要途径。

　　(4) 掌握超塑性的种类，了解细晶超塑性的特征、细晶超塑性变形的机制和超塑性在金属加工方面的应用。

　　八、金属塑性变形抗力

　　1. 知识范围

　　金属塑性变形抗力及测定方法、影响塑性变形抗力的主要因素。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握金属塑性变形抗力的概念、测定方法。

　　(2) 掌握各因素对变形抗力的影响。

　　九、应力应变状态分析

　　1.  知识范围

　　应力、应力状态与应力张量、主应力、应力张量常量、球应力分量、偏差应力分量、八 面体应力；应变、应变张量与应变张量的分解、几何方程、应变增量与应变速度；力平衡微 分方程、屈服条件、塑性应力与应变的关系、等效应力与等效应变、平面变形与轴对称变形 力学方程。

　　2.  考核要求

　　(1) 掌握一点处应力状态的各种分析方法和表示方法，常用公式。

　　(2) 理解球应力分量和偏差应力分量在金属变形过程中起的作用。

　　(3) 了解力平衡方程的推导过程。

　　(4) 掌握两个屈服条件方程，塑性变形时应力与应变的关系方程。

　　(5) 了解等效应力与等效应变方程。

　　(6) 掌握平面变形的几何方程，应力关系。

　　十、工程法及其应用

　　1. 知识范围

　　工程法、近似工程法计算平砧锻造、圆盘压缩、变形功。

　　2. 考核要求

　　(1) 能够运用近似工程法解决平面变形和轴对称的塑性变形过程。

　　(2) 了解圆盘压缩时工程法和近似工程法的推导过程。

　　十一、滑移线场理论及其应用

　　1. 知识范围

　　滑移线、滑移线场、Henchy 应力方程、滑移线场的几何性质、应力边界条件、滑移线 场的几何作图、极限载荷问题及举例、速度方程与速度场。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握滑移线的概念，会确定滑移线场中的滑移线。

　　(2) 掌握 Hencky 应力方程的用法。

　　(3) 掌握滑移线的几何性质，四种应力边界条件的特点。

　　(4) 会利用滑移线理论计算点的应力状态和平冲头压入半无限体的极限载荷。

　　十二、上、下界定理及其应用

　　1. 知识范围

　　虚位移原理、最大塑性功原理、下界定理、上界定理、上界定理的应用。

　　2. 考核要求

　　(1) 掌握虚位移原理、最大塑性功原理、下界定理和上界定理概念及其表达式。

　　(2) 了解上界定理的应用。