第一篇:材料成形设备复习题
填空题
按曲柄形式,曲柄滑块机构主要有曲轴式和偏心齿轮式两种。在曲柄压力机的核心部分是曲柄滑块机构。曲柄压力机刚性离合器常见的是转键式。
曲柄压力机制动器多为摩擦式,有盘式和带式之分。
曲柄压力机带式制动器常见的有偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器。曲柄滑块机构内摩擦为单面受力的是滑块与导轨面处,摩擦离合器使用铜基粉末冶金材料,在工作时摩擦面之间的间隙为0.5mm,能实现寸进。
压力机传动级数一般不超过四级,工作时实际能量取自飞轮,飞轮的转速一般为300~400r/min。
曲柄压力机单纯对冲裁而言,最大冲裁力发生行程接近终点,对落料拉伸复合冲压而言,最大冲裁力发生在距下死点前较远处。
曲柄压力机对闭合高度计算时应注意上下极限位置处留余量为5mm。通用曲柄压力机常用的过载保护装置有压塌块式和液压式两类。曲柄压力机离合器可分为刚性离合器和摩擦式离合器两大类。; 压力机移动工作台有侧移式前移式和侧移加分道式。压力机润滑按润滑油种类可分为稀油润滑和稠油润滑。压力机润滑按润滑方式可分为分散润滑和集中润滑。
选用液压机主机时考虑因素很多,其中最主要的是工艺要求。液压机传统的结构形式是梁柱组合式,框架式液压机最显著的优点是刚性好,单臂式液压机最显著的优点是操作方便。
立柱与横梁的连接形式中,多用于大型液压机的是锥套式。液压机中,模具应安装在活动横梁下表面。
液压元件中,溢流阀属于压力控制阀,液压缸属于执行元件。液压机的工作介质有乳化液和油两种。
液压机一般由本体和液压系统组成,液压机本体一般由机架部件、液压缸部件、运动部分及其导向装置组成。;
液压机本体结构形式从机架形式看有立式、卧式。
液压机立柱与横梁的连接形式有双螺母式、锥台式和锥套式三类。; 液压机立柱预紧方式主要有加热预紧和超压预紧两种。
液压机液压缸通常可以分为柱塞式、活塞式和差动柱塞式三种结构。液压元件由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件组成。
挤出成型设备最关键的部分是螺杆,挤出成型固体输送区的动力主要消耗在螺杆。挤出机应用最广泛的加热方法是电阻加热,挤出机冷却水槽一般分2~4段。
国内外注射机最基本的形式是卧式注射成型机,注射装置采用得最多的形式是往复螺杆式,连接料筒与模具的部件是喷嘴,适用于厚壁制件生产的喷嘴是延伸式,适用于形状复杂的薄壁制件生产的喷嘴是远射程式。
在大型注射机上多采用稳压式合模装置,注射机的心脏是指塑化装置,排气式注射机与普通注射机的主要区别在塑化装置。
目前多用于低熔点合金铸件生产的压铸机是热压室压铸机,目前多用于黑色金属生产的压铸机是卧式冷压室压铸机。一台挤出成型设备一般由主机(挤出机)、辅机和控制系统组成。挤出成型设备主机由挤压系统传动系统和加热冷却系统组成。挤出成型设备挤压系统主要由螺杆和料筒组成。
挤出成型设备控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成。;
塑料在挤出机中的三个历程分别是加料区的固态、过渡区的高弹态和挤出区的粘流态。普通全螺纹三段螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。
注射剂工作过程的基本程序:1)合模与锁紧;2)注射装置前移;3)注射与保压;4)制件冷却与预塑化;5)注射装置后退;6)开模与定出制件 普通螺杆一般分为加料段、压缩段和均化段。;
物料在螺杆中的挤出过程实际上都经历了固体输送、熔融和均化的过程。塑料挤出机料筒结构形式可分为整体式、分段式和双金属料筒等。塑料挤出机加料方法分为重力加料和强制加料两种。
挤出机的传动系统一般由原动机、调速装置和减速装置所组成。挤出机目前常用的牵引装置有滚轮式、履带式和橡胶带式三种。
注射成型机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统和电器控制系统等组成。注射机型号规格的表示方法主要有注射量、合模力和注射量和合模力同时表示三种。根据料筒的不同部位作用的不同,可将料筒分为加料室和塑化室。螺杆式注射装置部件,主要由螺杆、料筒和喷嘴组成。
注射机的动作过程可按预塑加料的先后顺序分为固定加料、退回加料和加料退回三种。注射机的安全措施一般包括人身、机器、模具、电气及液压元件的保护四个方面。
压铸机的具体类型有热压室压铸机、卧式冷压室压铸机、立式冷压室压铸机、全立式冷压室压铸机四种。
压铸机的型号主要反映压铸机类型和锁模力大小等基本参数。冷压室压铸机气压注料装置有真空型和低压型两种。
取料机械手常见的形式有“潜水鸭”式、直线滑道式和转臂式等。
电动螺旋压力机按其传动特征,分为直接传动式电动机和机械传动式电动机。
液压螺旋压力机可分为液压马达式液压螺旋压力机和缸推式液压螺旋压力机两大类。空气锤的工作循环有空行程、悬空、压紧、打击四种动作。剪板机按其工艺用途和结构类型可以分为平刃剪板机、斜刃剪板机、多用途剪板机和专用剪板机四类。
高速压力机的操作系统主要包括离合器和制动器。
二、名词解释题
曲柄压力机标称压力——是指滑块距下死点某一特定距离(此距离称压力行程)时滑块上所容许承受的最大作用力。
曲柄压力机标称压力角——与标称压力行程对应的曲柄转角。
曲柄压力机滑块行程——指滑块从上死点至下死点所经过的距离,其值是曲柄半径的两倍,它随设备的标称压力值增加而增加。
曲柄压力机最大装模高度——指将装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值。
曲柄压力机封闭高度——指滑块处于下死点时,滑块下表面与压力机工作台上表面的距离。液压机标称压力——指设备名义上能产生的最大压力,单位为KN。
液压机最大净空距——指活动横梁停在上限位置时从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。
液压机最大行程——指活动横梁能够移动的最大距离。液压机工作台尺寸——指工作台上可利用的有效尺寸。注射机注射量——指对空注射的条件下,注射螺杆或柱塞一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。
注射机注射压力——注射时为了克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,此压力称为注射压力。
注射机注射速率——是将公称注射量的熔料在注射时间内注射出去在单位时间内所能达到的体积流率。
注射机塑化能力——是指单位时间内所能塑化的物料量。
压铸机合模力——是指压铸机的合模装置对模具所能施加的最大夹紧力,单位为KN。压铸机压射力——是指压射冲头作用于金属液的最大力,单位常用KN。
压铸机压射比压——是压射冲头作用于单位面积金属液表面上的压力,单位常用MPa。压铸机压室容量——指压铸机的压室每次浇注能够容纳金属液的最大质量,单位常用kg。
三、简答题
1.液压机的特点有哪些?
答: 易于得到较大的总压力及较大的工作空间。易于得到较大的工作行程,便于压制大尺寸工件,并可在行程的任何位置上产生额定的最大压力,可以进行长时间保压。工作平稳,冲击和振动很小,噪声小。调压、调速方便。本体结构比较简单,操作方便,制造容易。2.液压机密封材料的特点有哪些?
答: 在一定温度范围内,化学稳定性好,不溶于工作液体,与金属接触不互相腐蚀、粘着。在一定时间范围内,不软化或硬化。弹性好,不易变形。耐磨性好,摩擦系数小。易于制造,成本低。
3.对液压机液压系统的要求有哪些?
答: 在操作特点上,要求能实现对模时的调整动作,手动操作和半自动操作。在行程速度上,要求能实现空程快速运动和回程快速运动,以节省辅助时间。在工作液体压力上,一般为20~32MPa。
在工艺特点上,对于小型液压机一般不进行压力分级,对于中型以上的液压机,一般要求具有分级的标称压力,以满足不同工艺的需要。
在工作行程结束,回程将开始之前,一般要求对圭缸预卸压,以减少回程时的冲击振动。4.成形设备的发展趋势怎样?
答: 数控技术正在成为设备改造和提高成形设备自动化程度和控制精度的主要方向和手段,正在全面改造成形设备和成形生产过程。
成形设备的加工精度正在逐步提高,高精设备的比重逐步增长。高速度、高效率、多功能也是成形设备追求的目标之一。
在设备的规格上,微型与大型并重,成形设备的规格正在向两极发展。
在成形设备中注重安全生产与环境保护,强调可持续发展的倾向也表现得更加明显。5.挤出机的发展趋势怎样?
答: 数控技术正在成为设备改造和提高成形设备自动化程度和控制精度的主要方向和手段,正在全面改造成形设备和成形生产过程。
成形设备的加工精度正在逐步提高,高精设备的比重逐步增长。高速度、高效率、多功能也是成形设备追求的目标之一。
在设备的规格上,微型与大型并重,成形设备的规格正在向两极发展。
在成形设备中注重安全生产与环境保护,强调可持续发展的倾向也表现得更加明显。6.分析比较立式注射成型机卧式注射成型机的优缺点。答:立式注射成型机的优点:1占地面积小,模具拆装方便;缺点:制件顶出后需要用手或其他方法取出,不易实现自动化;因机身较高,机器的稳定性差,加料及维修不便。
卧式注射成型机的优点:机身低,利于操作和维修;重心低,稳定性好;成型后的制件可自动落下,容易实现全自动化操作。7.喷嘴的主要功能有哪些?
答:喷嘴的主要功能:预塑时,建立背压,排除气体,防止熔料流涎,提高塑化质量;注射时,使喷嘴与模具主浇套良好接触保证熔料在高压下不外溢;保压时,便于向模腔补料;冷却定型时,可增加回流阻力,防止模腔中的熔料回流;喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能。
8.注射机定期检查的内容包括哪些?
答:注射机定期检查的内容包括:工作油液的质量;螺杆、料筒的磨损情况;电气元件的工作情况,电源箱内所有电线接头,是否漏电,接地是否可靠。吸油、滤油及油冷却器的工作情况;液压泵、电动机、液压马达等的工作情况,清理其外壳上的尘埃,以利于散热。9.注射机定期检查的内容包括哪些?
答:螺旋压力机的特点:工艺适应性好;螺旋压力机的滑块位移不受运动学上的限制;模具容易安装调整,不需要调整封闭高度或者导轨间隙;螺旋压力机滑块最大线速度为 0.6~1.5m/s,最适合各种钢和合金的模锻;模具所受应力小。10.机械板料折弯机有哪些特点?
答:机械板料折弯机的优点:滑块与工作台的平行精度高,能承受偏载。缺点:行程和速度不能调整;压力不能控制,设备在滑块行程周期中大部分时间达不到额定压力;操作难度大,运行前需要对机器的运行高度进行仔细调整;机器的结构布局难以实现数控化和自动化操作。
六、识图分析题,P9、P84、P**、P**
第二篇:《金属塑性成形原理》复习题
《金属塑性成形原理》复习题 1.什么是金属的塑性?什么是塑性成形?塑性成形有何特点? 塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力;
塑性变形---当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;
塑性成形----金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能 的加工方法,也称塑性加工或压力加工;
塑性成形的特点:①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高 2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类 1)块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。可分为一次成型和二次加工。
一次加工:
①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形,以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。分纵轧、横轧、斜轧;
用于生产型材、板材和管材。
②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力,将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。分正挤压、反挤压和复合挤压;
适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力,将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。生产棒材、管材和线材。
二次加工:
①自由锻----是在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形 状和尺寸的加工方法。精度低,生产率不高,用于单件小批量或大锻件。
②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形,从 而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。分开式模锻和闭式模锻。
2)板料成型一般称为冲压。分为分离工序和成形工序。
分离工序:用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,如冲裁、剪切等工序;
成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。
Ⅱ.按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。
3.试分析多晶体塑性变形的特点。
1)各晶粒变形的不同时性。不同时性是由多晶体的各个晶粒位向不同引起的。
2)各晶粒变形的相互协调性。晶粒之间的连续性决定,还要求每个晶粒进行多系滑移;
每个晶粒至少要求有 5个独立的滑移系启动才能保证。
3)晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间的变形的不均匀性。
Add:
4)滑移的传递,必须激发相邻晶粒的位错源。
5)多晶体的变形抗力比单晶体大,变形更不均匀。
6)塑性变形时,导致一些物理,化学性能的变化。
7)时间性。hcp系的多晶体金属与单晶体比较,前者具有明显的晶界阻滞效应和极高的加工硬化率,而在立方晶系金属中,多晶和单晶试样的应力—应变曲线就没有那么大的差别。
4.试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响。
①晶粒越细,变形抗力越大。晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内位错源的距离,而这个距离又影响位错的数目n。晶粒越大,这个距离就越大,位错开动的时间就越长,n也就越大。n越大,应力场就越强,滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒。
②晶粒越细小,金属的塑性就越好。
a.一定体积,晶粒越细,晶粒数目越多,塑性变形时位向有利的晶粒也越多,变形能较均匀的分散到各个晶粒上;
b.从每个晶粒的应力分布来看,细晶粒是晶界的影响区域相对加大,使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。这种不均匀性减小了,内应力的分布较均匀,因而金属断裂前能承受的塑性变形量就更大。
5.什么叫加工硬化?产生加工硬化的原因是什么?加工硬化对塑性加工生产有何利弊? 加工硬化----随着金属变形程度的增加,其强度、硬度增加,而塑性、韧性降低的现象。加工硬化的成因与位错的交互作用有关。随着塑性变形的进行,位错密度不断增加,位错反应和相互交割加剧,结果产生固定割阶、位错缠结等障碍,以致形成胞状亚结构,使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动。这样,要是金属继续变形,就需要不断增加外力,才能克服位错间强大的交互作用力。
加工硬化对塑性加工生产的利弊:
有利的一面:可作为一种强化金属的手段,一些不能用热处理方法强化的金属材料,可应用加工硬化的方法来强化,以提高金属的承载能力。如大型发电机上的护环零件(多用高锰奥氏体无磁钢锻制)。
不利的一面:①由于加工硬化后,金属的屈服强度提高,要求进行塑性加工的设备能力增加;
②由于塑性的下降,使得金属继续塑性变形困难,所以不得不增加中间退火工艺,从而降低了生产率,提高了生产成本。
6.什么是动态回复?为什么说动态回复是热塑性变形的主要软化机制? 动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复(自发地向自由能低的方向转变的过程)。
动态回复是热塑性变形的主要软化机制,是因为:
①动态回复是高层错能金属热变形过程中唯一的软化机制。动态回复是主要是通过位错的攀移、交滑移等实现的。对于层错能高的金属,变形时扩展位错的宽度窄,集束容易,位错的交滑移和攀移容易进行,位错容易在滑移面间转移,而使异号位错相互抵消,结果使位错密度下降,畸变能降低,不足以达到动态结晶所需的能量水平。因为这类金属在热塑性变形过程中,即使变形程度很大,变形温度远高于静态再结晶温度,也只发生动态回复,而不发生动态再结晶。
②在低层错能的金属热变形过程中,动态回复虽然不充分,但也随时在进行,畸变能也随时在释放,因而只有当变形程度远远高于静态回复所需要的临界变形程度时,畸变能差才能积累到再结晶所需的水平,动态再结晶才能启动,否则也只能发生动态回复。
Add:动态再结晶容易发生在层错能较低的金属,且当热加工变形量很大时。这是因为层错能低,其扩展位错宽度就大,集束成特征位错困难,不易进行位错的交滑移和攀移;
而已知动态回复主要是通过位错的交滑移和攀移来完成的,这就意味着这类材料动态回复的速率和程度都很低(应该说不足),材料中的一些局部区域会积累足够高的位错密度差(畸变能差),且由于动态回复的不充分,所形成的胞状亚组织的尺寸小、边界不规整,胞壁还有较多的位错缠结,这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核,所有这些都有利于动态再结晶的发生。需要更大的变形量上面已经提到了。
7.什么是动态再结晶?影响动态再结晶的主要因素有哪些?动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。动态再结晶和静态再结晶基本一样,也会是通过形核与长大来完成,其机理也是大角度晶界(或亚晶界)想高位错密度区域的迁移。
动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低(层错能越低,热加工变形量很大时,容易出现动态再结晶)有关外,还与晶界的迁移难易有关。金属越存,发生动态再结晶的能力越强。当溶质原子固溶于金属基体中时,会严重阻碍晶界的迁移、从而减慢动态再结晶的德速率。弥散的第二相粒子能阻碍晶界的移动,所以会遏制动态再结晶的进行。
9.钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生了什么变化?(参见 P27-31)①改善晶粒组织②锻合内部缺陷③破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布④形成纤维组织⑤改善偏析 10.冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同? 冷变形中的纤维组织:轧制变形时,原来等轴的晶粒沿延伸方向伸长。若变形程度很大,则晶粒呈现为一片纤维状的条纹,称为纤维组织。当金属中有夹杂或第二相是,则它们会沿变形方向拉成细带状(对塑性杂质而言)或粉碎成链状(对脆性杂质而言),这时在光学显微镜下会很难分辨出晶粒和杂质。在热塑性变形过程中,随着变形程度的增大,钢锭内部粗大的树枝状晶逐渐沿主变形方向伸长,与此同时,晶间富集的杂质和非金属夹杂物的走向也逐渐与主变形方向一致,其中脆性夹杂物(如氧化物,氮化物和部分硅酸盐等)被破碎呈链状分布;
而苏醒夹杂物(如硫化物和多数硅酸盐等)则被拉长呈条状、线状或薄片状。于是在磨面腐蚀的试样上便可以看到顺主变形方向上一条条断断续续的细线,称为“流线 ”,具有流线的组织就称为“纤维组织”。在热塑性加工中,由于再结晶的结果,被拉长的晶粒变成细小的等轴晶,而纤维组织却被很稳定的保留下来直至室温。所以与冷变形时由于晶粒被拉长而形成的纤维组织是不同的。
12.什么是细晶超塑性?什么是相变超塑性? ①细晶超塑性它是在一定的恒温下,在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现的超塑性。具体地说,材料的晶粒必须超细化和等轴化,并在在成形期间保持稳定。
②相变超塑性要求具有相变或同素异构转变。在一定的外力作用下,使金属或合金在相变温度附近反复加热和冷却,经过一定的循环次数后,就可以获得很大的伸长率。相变超塑性的主要控制因素是温度幅度和温度循环率。
15.什么是塑性?什么是塑性指标?为什么说塑性指标只具有相对意义? 塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力,它是金属的一种重要的加工性能。
塑性指标,是为了衡量金属材料塑性的好坏而采用的某些试验测得的数量上的指标。
常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验和扭转试验。
由于各种试验方法都是相对于其特定的受力状态和变形条件的,由此所测定的塑性指标(或成形性能指标),仅具有相对的和比较的意义。它们说明,在某种受力状况和变形条件下,哪种金属的塑性高,哪种金属的塑性低;
或者对于同一种金属,在那种变形条件下塑性高,而在哪种变形条件下塑性低。
16.举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑性的影响。(P41-44)①碳:固溶于铁时形成铁素体和奥氏体,具有良好的塑性。多余的碳与铁形成渗碳体(Fe 3C),大大降低塑性;
②磷:一般来说,磷是钢中的有害杂质,它在铁中有相当大的溶解度,使钢的强度、硬度提高,而塑性、韧性降低,在冷变形时影响更为严重,此称为冷脆性。
③硫:形成共晶体时熔点降得很低(例如 FeS的熔点为 1190℃,而 Fe-FeS的熔点为 985℃)。这些硫化物和共晶体,通常分布在晶界上,会引起热脆性。
④氮:当其质量分数较小(0.002%~0.015%)时,对钢的塑性无明显的影响;
但随着氮化物的质量分数的增加,钢的塑性降降低,导致钢变脆。如氮在α铁中的溶解度在高温和低温时相 差很大,当含氮量较高的钢从高温快速冷却到低温时,α铁被过饱和,随后在室温或稍高温度下,氮逐渐以 Fe 4N形式析出,使钢的塑性、韧性大为降低,这种现象称为时效脆性。
若在 300℃左右加工时,则会出现所谓“兰脆”现象。
⑤氢:氢脆和白点。
⑥氧:形成氧化物,还会和其他夹杂物(如 FeS)易熔共晶体(FeS-FeO,熔点为910℃)分布于晶界处,造成钢的热脆性。
合金元素的影响:①形成固溶体;
②形成硬而脆的碳化物;
…… 17.试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
①相组成的影响:单相组织(纯金属或固溶体)比多相组织塑性好。多相组织由于各相性能不同,变形难易程度不同,导致变形和内应力的不均匀分布,因而塑性降低。如碳钢在高温时为奥氏体单相组织,故塑性好,而在 800℃左右时,转变为奥氏体和铁素体两相组织,塑性就明显下降。另外多相组织中的脆性相也会使其塑性大为降低。
②晶粒度的影响:晶粒越细小,金属的塑性也越好。因为在一定的体积内,细晶粒金属的晶粒数目比粗晶粒金属的多,因而塑性变形时位向有利的晶粒也较多,变形能较均匀地分散到各个晶粒上;
又从每个晶粒的应力分布来看,细晶粒时晶界的影响局域相对加大,使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。由于细晶粒金属的变形不均匀性较小,由此引起的应力集中必然也较小,内应力分布较均匀,因而金属在断裂前可承受的塑性变形量就越大。
③锻造组织要比铸造组织的塑性好。铸造组织由于具有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷,故使金属塑性降低。而通过适当的锻造后,会打碎粗大的柱状晶粒获得细晶组织,使得金属的塑性提高。
18.变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么? 就大多数金属而言,其总体趋势是:随着温度的升高,塑性增加,但是这种增加并不是简单的线性上升;
在加热过程中的某些温度区间,往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区,使金属的塑性降低。在一般情况下,温度由绝对零度上升到熔点时,可能出现几个脆性区,包括低温的、中温的和高温的脆性区。下图是以碳钢为例:区域Ⅰ,塑性极低—可能是由与原子热振动能力极低所致,也可能与晶界组成物脆化有关;
区域Ⅱ,称为蓝脆区(断口呈蓝色),一般认为是氮化物、氧化物以沉淀形式在晶界、滑移面上析出 所致,类似于时效硬化。区域Ⅲ,这和珠光体转变为奥氏体,形成铁素体和奥氏体两相共存有关,也可能还与晶界上出现FeS-FeO低熔共晶有关,为热脆区。
19.什么是温度效应?冷变形和热变形时变形速度对塑性的影响有何不同? 温度效应:由于塑性变形过程中产生的热量使变形体温度升高的现象。(热效应:塑性变形时金属所吸收的能量,绝大部分都转化成热能的现象)一般来说,冷变形时,随着应变速率的增加,开始时塑性略有下降,以后由于温度效应的增强,塑性会有较大的回升;
而热变形时,随着应变速率的增加,开始时塑性通常会有较显著的降低,以后由于温度效应的增强,而使塑性有所回升,但若此时温度效应过大,已知实际变形温度有塑性区进入高温脆区,则金属的塑性又急速下降。
2.叙述下列术语的定义或含义:
①张量:由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量所组成的集合称为张量;
②应力张量:表示点应力状态的九个分量构成一个二阶张量,称为应力张量;
.ζη η.x xy xz ③应力张量不变量:已知一点的应力状态 ④主应力:在某一斜微分面上的全应力S和正应力ζ重合,而切应力η=0,这种切应力为 零的微分面称为主平面,主平面上的正应力叫做主应力;
⑤主切应力:切应力达到极值的平面称为主切应力平面,其面上作用的切应力称为主切应力 ⑥最大切应力:三个主切应力中绝对值最大的一个,也就是一点所有方位切面上切应力最大的,叫做最大切应力ηmax ⑦主应力简图:只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图:
⑧八面体应力:在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八面体,正八面体的每个平面称为八面体平面,八面体平面上的应力称为八面体应力;
⑨等效应力:取八面体切应力绝对值的3倍所得之参量称为等效应力 ⑩平面应力状态:变形体内与某方向垂直的平面上无应力存在,并所有应力分量与该方向轴无关,则这种应力状态即为平面应力状。实例:薄壁扭转、薄壁容器承受内压、板料成型的一些工序等,由于厚度方向应力相对很小而可以忽略,一般作平面应力状态来处理 11)平面应变状态:如果物体内所有质点在同一坐标平面内发生变形,而在该平面的法线方向没有变形,这种变形称为平面变形,对应的应力状态为平面应变状态。实例:轧制板、带材,平面变形挤压和拉拔等。
12)轴对称应力状态:当旋转体承受的外力为对称于旋转轴的分布力而且没有轴向力时,则物体内的质点就处于轴对称应力状态。实例:圆柱体平砧均匀镦粗、锥孔模均匀挤压和拉拔(有径向正应力等于周向正应力)。
3.张量有哪些基本性质? ①存在张量不变量②张量可以叠加和分解③张量可分对称张量和非对称张量④二阶对称张量存在三个主轴和三个主值 4.试说明应力偏张量和应力球张量的物理意义。
应力偏张量只能产生形状变化,而不能使物体产生体积变化,材料的塑性变形是由应力偏张量引起的;
应力球张量不能使物体产生形状变化(塑性变形),而只能使物体产生体积变化。
12.叙述下列术语的定义或含义 1)位移:变形体内任一点变形前后的直线距离称为位移;
2)位移分量:位移是一个矢量,在坐标系中,一点的位移矢量在三个坐标轴上的投影称为改点的位移分量,一般用 u、v、w或角标符号ui 来表示;
3)相对线应变:单位长度上的线变形,只考虑最终变形;
4)工程切应变:将单位长度上的偏移量或两棱边所夹直角的变化量称为相对切应变,也称工程切应变,即δrt = tanθxy =θxy =αyx +αxy(直角∠CPA减小时,θxy取正号,增大时取负号);
5)切应变:定义γ yx =γ xy= 1θyx 为切应变;
6)对数应变:塑性变形过程中,在应变主轴方向保持不变的情况下应变增量的总和,记为它反映了物体变形的实际情况,故称为自然应变或对数应变;
7)主应变:过变形体内一点存在有三个相互垂直的应变方向(称为应变主轴),该方向上线元没有切应变,只有线应变,称为主应变,用ε1、ε2、ε3 表示。对于各向同性材料,可以认 为小应变主方向与应力方向重合;
8)主切应变:在与应变主方向成± 45°角的方向上存在三对各自相互垂直的线元,它们的切 应变有极值,称为主切应变;
9)最大切应变:三对主切应变中,绝对值最大的成为最大切应变;
10)应变张量不变量:
11)主应变简图:用主应变的个数和符号来表示应变状态的简图;
12)八面体应变:如以三个应变主轴为坐标系的主应变空间中,同样可作出正八面体,八面体平面的法线方向线元的应变称为八面体应变 13)应变增量:产生位移增量后,变形体内质点就有相应无限小的应变增量,用dεij 来表示;
14)应变速率:单位时间内的应变称为应变速率,俗称变形速度,用ε& 表示,其单位为 s-1;
15)位移速度:
14.试说明应变偏张量和应变球张量的物理意义。应变偏张量εij /----表示变形单元体形状的变化;
应变球张量δijεm----表示变单元体体积的变化;
塑性变形时,根据体积不变假设,即εm = 0,故此时应变偏张量即为应变张量 15.塑性变形时应变张量和应变偏张量有何关系?其原因何在?塑性变形时应变偏张量就是应变张量,这是根据体积不变假设得到的,即εm = 0,应变球张量不存在了。
16.用主应变简图表示塑性变形的类型有哪些? 三个主应变中绝对值最大的主应变,反映了该工序变形的特征,称为特征应变。如用主应变简图来表示应变状态,根据体积不变条件和特征应变,则塑性变形只能有三种变形类型 ①压缩类变形,特征应变为负应变(即ε1<0)另两个应变为正应变,ε2 +ε3 =.ε1 ;
②剪切类变形(平面变形),一个应变为零,其他两个应变大小相等,方向相反,ε2 =0,ε1 =.ε3 ;
③伸长类变形,特征应变为正应变,另两个应变为负应变,ε1 =.ε2.ε3。
17.对数应变有何特点?它与相对线应变有何关系? 对数应变能真实地反映变形的积累过程,所以也称真实应变,简称真应变。它具有如下 特点:
①对数应变有可加性,而相对应变为不可加应变;
②对数应变为可比应变,相对应变为不可比应变;
③相对应变不能表示变形的实际情况,而且变形程度愈大,误差也愈大。
对数应变可以看做是由相对线应变取对数得到的。
21.叙述下列术语的定义或含义:
Ⅰ屈服准则:在一定的变形条件(变形温度、变形速度等)下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,质点才开始进入塑性状态,这种关系称为屈服准则,也称塑性条件,它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件;
Ⅱ屈服表面:屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。假如描述应力状态的点在屈表面上,此点开始屈服。对各向同性的理想塑性材料,则屈服表面是连续的,屈服表面不随塑性流动而变化。
Ⅲ屈服轨迹:两向应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的集合图形是封闭的曲线,称为屈服轨迹,也即屈服表面与主应力坐标平面的交线。
22.常用的屈服准则有哪两个?如何表述?分别写出其数学表达式。
常用的两个屈服准则是 Tresca屈服准则和 Mises屈服准则,数学表达式分别为max min Tresca屈服准则:ηmax =ζ.ζ = C2 式中,ζmax、ζ min----带数值最大、最小的主应力;
C----与变形条件下的材料性质有关而与应力状态无关的常数,它可通过单向均匀拉伸试验求的。
Tresca屈服准则可以表述为:在一定的变形条件下,当受力体内的一点的最大切应力ηmax 达到某一值时,该点就进入塑性状体。
Mises屈服准则:ζ= 1(ζ1.ζ 2)2 +(ζ 2.ζ3)2 +(ζ3.ζ1)2 =ζs2 = 1 ζ)()()()2(s2zx2yz2xy2xz2zy2yx6ζηηηζζζζζ=+++.+.+.所以 Mises屈服准则可以表述为:在一定的变形条件下,当受力体内一点的等效应力 ζ达到某一定值时,该点就进入塑性状态。
23.两个屈服准则有何差别?在什么状态下两个屈服准则相同?什么状态下差别最大? Ⅰ共同点:
①屈服准则的表达式都和坐标的选择无关,等式左边都是不变量的函数;
②三个主应力可以任意置换而不影响屈服,同时,认为拉应力和压应力的作用是一样的;
③各表达式都和应力球张量无关。
不同点:①Tresca屈服准则没有考虑中间应力的影响,三个主应力的大小顺序不知道时,使用不方便;
而 Mises屈服准则则考虑了中间应力的影响,使用方便。
Ⅱ两个屈服准则相同的情况在屈服轨迹上两个屈服准则相交的点表示此时两个屈服准则相同,有六个点,四个单向应力状态,两个轴对称应力状态。
Ⅲ两个屈服准则差别最大的情况:在屈服轨迹上连个屈服准则对应距离最远的点所对应的情况,此时二者相差最大,也是六个点,四个平面应力状态(也可是平面应变状态),两个纯切应力状态,相差为 15.5%。
28.叙述下列术语的定义或含义:
1)增量理论:又称流动理论,是描述材料处于塑性状态时,应力与应变增量或应变速率之间关系的理论,它是针对加载过程中的每一瞬间的应力状态所确定的该瞬间的应变增量,这样就撇开了加载历史的影响;
2)全量理论:在一定条件下直接确定全量应变的理论,也叫形变理论,它是要建立塑性变形全量应变和应力之间的关系。
3)比例加载:外载荷的各分量按比例增加,即单调递增,中途不卸载的加载方式,满足Ti =CT i 0 ;
4)标称应力:也称名义应力或条件应力,是在拉伸机上拉伸力与原始横断面积的比值;
5)真实应力:也就是瞬时的流动应力,用单向均匀拉伸(或压缩)是各加载瞬间的载荷 P与该瞬间试样的横截面积A之比来表示;
6)拉伸塑性失稳:拉伸过程中发生缩颈的现象 7)硬化材料:考虑在塑性变形过程中因形状变化而会发生加工硬化的材料;
8)理想弹塑性材料:在塑性变形时,需考虑塑性变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料,也即材料进入塑性状态后,应力不在增加可连续产生塑性变形;
9)理性刚塑性材料:在研究塑性变形时,既不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料;
10)弹塑性硬化材料:在塑性变形时,既需要考虑塑性变形前的弹性变形,又要考虑加工硬化的材料;
11)刚塑性硬化材料:在研究塑性变形时,不考虑塑性变形前的弹性变形,但需要考虑变形过程中的加工硬化的材料。
29.塑性变形时应力应变关系有何特点?为什么说塑性变形时应力和应变之间的关系与加载历史有关? 在塑性变形时,应力应变之间的关系有如下特点:
①应力与应变之间的关系时非线性的,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合;
②塑性变形时可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比 υ=0.5;
③对于应变硬化材料,卸载后在重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力,比初始屈服应力要高;
④塑性变形时不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不在保持单值关系。塑性变形应力和应变之间的关系与加载历史有关,可以通过单向拉伸时的应力应变曲线和不同加载路线的盈利与应变图来说明 P120 30.全量理论使用在什么场合?为什么? 全量理论适用在简单加载的条件下,因为在简单加载下才有应力主轴的方向固定不变,也就是应变增量的主轴是和应力主轴是重合的,这种条件下对劳斯方程积分得到全量应变和应力之间的关系,就是全量理论。
31.在一般情况下对应变增量积分是否等于全量应变?为什么?在什么情况下这种积分才能成立? 一般情况下是对应变增量积分是不等于全量应变的,因为一般情况下塑性变形时全量应变主轴与与应力主轴不一定重合。在满足简单加载的的条件下,这种积分才成立。一般情况下很难做到比例加载,但满足几个条件可实现比例加载。可参看第三章第五节中全量理论的部分内容。
1.对塑性成形件进行质量分析有何重要意义? 对塑性成形件进行质量分析,是检验成形件的质量的一种手段,能够对成形件作出较为全面的评估,指明成形件能否使用和在使用过程中应该注意的问题,可有效防止不必要的安全事故和经济损失。
2.试述对塑性成形件进行质量分析的一般过程即分析方法。
一般过程:调查原始情况→弄清质量问题→试验研究分析→提出解决措施;
分析方法:低倍组织试验、金相试验及金属变形金属变形流动分析试验。
3.试分别从力学和组织方面分析塑性成形件中产生裂纹的原因。
①力学分析:能否产生裂纹,与应力状态、应变积累、应变速率及温度等很多因素有关。其中应力状态主要反映力学的条件。
物体在外力的作用下,其内部各点处于一定的应力状态,在不同的方位将作用有不同的正应力及切应力。材料断裂(产生裂纹)形式一般有两种:一是切断,断裂面是平行于最大切应力或最大切应变方向;
另一种是正断,断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。塑性成形过程中,材料内部的应力除了由外力引起外,还有由于变形不均匀而引起的附加应力。由于温度不均而引起的温度应力和因组织转变不同时进行而产生的组织应力。这些应力超过极限值时都会使材料发生破坏(产生裂纹)。
1)由外力直接引起的裂纹;
2)由附加应力及残余应力引起的裂纹;
3)由温度应力(热应力)及组织应力引起的裂纹。
②组织分析:塑性成形中的裂纹一般发生在组织不均匀或带有某些缺陷的材料中,同时,金属的晶界往往是缺陷比较集中的地方,因此,塑性成形件中的裂纹一般产生于晶界或相界处。
1)材料中由冶金和组织缺陷处应力集中而产生裂纹;
2)第二相及夹杂物本身的强度低和塑性低而产生裂纹:a晶界为低熔点物质;
b晶界存在脆性的第二相或非金属夹杂物;
c第二相为强度低于基体的韧性相;
3)第二相及非金属夹杂与基体之间的力学性能和理化性能上有差异而产生裂纹。
4.防止产生裂纹的原则措施是什么? 1)增加静水压力;
2)选择和控制合适的变形温度和变形速度;
3)采用中间退火,以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等;
4)提高原材料的质量。
5.什么是钢的奥氏体本质晶粒度和钢的奥氏体实际晶粒度? 钢的奥氏体本质晶粒度是将钢加热到 930℃,保温一段时间(一般 3—8h),冷却后在室温下放大 100倍观察到的晶粒大小。钢的本事晶粒度一般反映钢的冶金质量,它表征钢的工艺特性;
钢的奥氏体实际晶粒度是指钢加热到某一温度下获得奥氏体晶粒大小。奥氏体实际晶粒度则影响零件的使用性能。
6.晶粒大小对材料的力学性能有何影响? 一般情况下,晶粒细化可以提高金属材料的屈服强度、疲劳强度、塑性和冲击韧度,降低钢的脆性转变温度。
7.影响晶粒大小的主要因素有哪些?这些因素是如何影响晶粒大小的? 对于热加工过程来说,变形温度、变形程度和机械阻碍物是影响形核速度和长大速度的三个基本参数。下面讨论这三个基本参数对晶粒大小的影响。
1)加热温度(包括塑性变形前的加热温度和固溶处理时的加热温度)温度对原子的扩散能力有重要影响。随着温度的升高,原子(特别是晶界原子)的移动、扩散能力不断增强,晶粒之间并吞速度加剧,晶粒的这种长大可以在很短的时间内完成。所以晶粒随温度升高而长大是一种必然现象。
2)变形程度:热变形的晶粒大小与变形程度之间的关系和 5-17相似。
第一个大晶粒区,叫临界变形区。临界变形区是属于一种小变形量范围。因为其变形量小,金属内部只是局部地区受到变形。在再结晶时,这些受到变形的局部地区会产生再结晶核心,由于产生的核心数目不多,这些为数不多的核心将不断长大直到它们互相接触,结果获得了粗大晶粒。当变形量大于临界变形程度时,金属内部均产生了较大的塑性变形,由于具有了较高的畸变能,因而再结晶能同时形成较多的再结晶核心,这些核心稍微长大就相互解除了,所以再结晶后获得了细晶粒。当变形量足够大时,出现了第二个大晶粒区。该区的粗大晶粒与临界变形时所产生的大晶粒不同。一般认为,该区是在变形时先形成变形织构,经再结晶后形成了织构大晶粒所致。可能的原因还可能是:
①由于变形程度大(90%以上),内部产生很大的热效应,引起锻件实际变形温度大幅度升高;
②由于变形程度大,使那些沿晶界分布的杂质破碎并分散,造成变形的晶粒与晶粒之间局部地区直接接触(与织构的区别在于这时相互接触的晶粒位向差可以是比较大的),从而促使形成大晶粒。
3)机械阻碍物:机械阻碍物的存在形式分两类:一类是钢在冶炼凝固时从液相直接析出的,颗粒比较大,成偏析或统计分布;
另一类是钢凝固后,在继续冷却过程中从奥氏体晶粒内析出的,颗粒十分细小,分布在晶界上。后一类比前一类的阻碍作用大得多。机械阻碍物的作用主要表现在对晶界的钉扎作用上。一旦机械阻碍物溶入晶内时,晶界上就不存在机械阻碍作用了,晶粒便可立即长大到与所处温度对应的晶粒大小。对晶粒的影响,除以上三个基本因素外,还有变形速度、原始晶粒度和化学成分等。
8.细化晶粒的主要途径有哪些? ①在原材料冶炼时加入一些合金元素(如钽、铌、锆、钼、钨、钒、钛等)及最终采用铝、钛等作脱氧剂。它们的细化作用主要在于:当液态金属凝固时,那些高熔点化合物起弥散的结晶核心作用,从而保证获得极细晶粒。此外这些化合物同时又都起到机械阻碍的作用,是已形成的细晶粒不易长大。
②采用适当的变形程度和变形温度。塑性变形时应恰当控制最高变形温度(既要考虑加热温度,也要考虑到热效应引起的升温),以免发生聚集再结晶。如果变形量较小时,应适当降低变形温度。
③采用锻后正火(或退火)等相变重结晶的方法。必要时利用奥氏体再结晶规律进行高温正火来细化晶粒。
11.什么是塑性失稳?拉伸失稳与压缩失稳有什么本质区别? 塑性失稳:在塑性加工中,当材料所受载荷达到某一临界值后,即使载荷下降,塑性变形还会继续,这种现象称为塑性失稳。压缩失稳的主要影响因素是刚度参数,它在塑性成形中主要表现为坯料的弯曲和起皱,在弹性和塑性变形范围内都可能产生;
拉伸失稳的主要影响因素是强度参数,它主要表现为明显的非均匀伸长变形,在坯料上产生局部变薄或变细的现象,其进一步发展是坯料的拉断和破裂,它只产生于塑性变形范围内。
13.杆件的塑性压缩失稳与板料的塑性压缩失稳其表现形式有何不同? 杆件的压缩失稳表现为弯曲;
板料的压缩失稳表现为起皱 14.塑性压缩失稳的临界压应力与那些因素有关?(P180-184)15.在板料拉深中,引起法兰变形区起皱的原因是什么?在生产实践中,如何防止法兰变形区的起皱? 原因:压缩力引起的失稳起皱。成形过程中变形区坯料的径向拉应力ζ1和切向压应力ζ3 的平面应力状态下变形,当切向压应力ζ3 达到失稳临界值时,坯料将产生失稳起皱。
防止方法:加设压边圈 一、填空题 1.衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有 伸长率 和 断面收缩率。
2.所谓金属的再结晶是指 冷变形金属加热到更高的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织 的过程。
3.金属热塑性变形机理主要有:
晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移 和 扩散蠕变 等。
4.请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量 = + 5.对应变张量,请写出其八面体线变 与八面体切应变 的表达式。
= ;
=。
6.1864 年法国工程师屈雷斯加(H.Tresca)根据库伦在土力学中研究成果,并从他自已所做的金属挤压试验,提出材料的屈服与最大切应力有关,如果采用数学的方式,屈雷斯加屈服条件可表述为。
7.金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多,归结起来主要有 金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度 等几方面的因素。
8.变形体处于塑性平面应变状态时,在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下,塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力 不同,而各点处的 最大切应力 为材料常数。
9.在众多的静可容应力场和动可容速度场中,必然有一个应力场和与之对应的速度场,它们满足全部的静可容和动可容条件,此唯一的应力场和速度场,称之为 真实 应力场和 真实 速度场,由此导出的载荷,即为 真实 载荷,它是唯一的。
10.设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示:
,则单元内任一点外的应变可表示为 =。
11、金属塑性成形有如下特点:
、、、。
12、按照成形的特点,一般将塑性成形分为 和 两大类,按照成形时工件的温度还可以分为、和 三类。
13、金属的超塑性分为 和 两大类。
14、晶内变形的主要方式和单晶体一样分为 和。
其中 变形是主要的,而 变形是次要的,一般仅起调节作用。
15、冷变形金属加热到更高的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织,这个过程称为金属的。
16、常用的摩擦条件及其数学表达式。
17、研究塑性力学时,通常采用的基本假设有、、、体积力为零、初应力为零、。
19.塑性是指:
在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
20.金属单晶体变形的两种主要方式有:
滑移 和 孪生。
21.影响金属塑性的主要因素有:
化学成分、组织、变形温度、变形速度、应力状态。
22.等效应力表达式: 。
23.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为 第一主方向,由 第一主方向顺时针转 所得滑移线即为 线。
24.平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力 σ z =。
25.塑性成形中的三种摩擦状态分别是:
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
26.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加。
27.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性 提高。
28.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化皂化 润滑处理。
29.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。
30.材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过 100% 的现象叫超塑性。
31.韧性金属材料屈服时,密塞斯(Mises)准则较符合实际的。
32.硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。
33.塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。
34.应力状态中的压 应力,能充分发挥材料的塑性。
35.平面应变时,其平均正应力sm 等于 中间主应力s2。
36.钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 降低。
37.材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为e1=0.1,第二次的真实应变为e2=0.25,则总的真实应变e=0.35。
38.塑性指标的常用测量方法 拉伸试验法与压缩试验法。
39.弹性变形机理 原子间距的变化;
塑性变形机理 位错运动为主。
二、下列各小题均有多个答案,选择最适合的一个填于横线上 1.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
A、大于;
B、等于;
C、小于;
2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A。
A、理想塑性材料;
B、理想弹性材料;
C、硬化材料;
3. 用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为 B。
A、解析法;
B、主应力法;
C、滑移线法;
4. 韧性金属材料屈服时,A准则较符合实际的。
A、密席斯;
B、屈雷斯加;
C密席斯与屈雷斯加;
5.由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的 A 散逸,这叫最大散逸功原理。
A、能量;
B、力;
C、应变;
6. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 A。
A、热脆性;
B、冷脆性;
C、兰脆性;
7. 应力状态中的B 应力,能充分发挥材料的塑性。
A、拉应力;
B、压应力;
C、拉应力与压应力;
8.平面应变时,其平均正应力smB中间主应力s2。
A、大于;
B、等于;
C、小于;
9. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 B。
A、提高;
B、降低;
C、没有变化;
10.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为 A。
A、纤维组织;
B、变形织构;
C、流线;
三、判断题 1.按密塞斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=0.5。
(×)2.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
(×)3.静水压力的增加,对提高材料的塑性没有影响。(×)4.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料。
(×)5.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。(√)6.塑性是材料所具有的一种本质属性。
(√)7.塑性就是柔软性。
(×)8.合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降。
(×)9.合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。
(×)10.结构超塑性的力学特性为,对于超塑性金属m =0.02-0.2。
(×)11.影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。
(√)12.屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上,两个准则是一致的。
(×)13.变形速度对摩擦系数没有影响。
(×)14.静水压力的增加,有助于提高材料的塑性。(√)15.碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。(×)16.如果已知位移分量,则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程;
若是按其它方法求得的应变分量,也自然满足协调方程,则不必校验其是否满足连续性条件。
(×)17.在塑料变形时金属材料塑性好,变形抗力就低,例如:不锈钢(×)四、简答题 1.纯剪切应力状态有何特点? 答:纯剪切应力状态下物体只发生形状变化而不发生体积变化。
纯剪应力状态下单元体应力偏量的主方向与单元体应力张量的主方向一致,平均应力。
其第一应力不变量也为零。
3.塑性变形时应力应变关系的特点? 答:在塑性变形时,应力与应变之间的关系有如下特点:
(1)应力与应变之间的关系是非线性的,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合。
(2)塑性变形时,可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比。
(3)对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应力就是报载时的屈服应力,比初始屈服应力要高。
(4)塑性变形是不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不再保持单值关系。
1.试简述提高金属塑性的主要途径。
答:可通过以下几个途径来提高金属塑性:
(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。
2.请简述应变速率对金属塑性的影响机理。
答:应变速度通过以下几种方式对塑性发生影响:
(1)增加应变速率会使金属的真实应力升高,这是由于塑性变形的过程比较复杂,需要有一定的时间来进行。
(2)增加应变速率,由于没有足够的时间进行回复或再结晶,因而软化过程不充分而使金属的塑性降低。
(3)增加应变速率,会使温度效应增大和金属的温度升高,这有利于金属塑性的提高。
综上所述,应变速率的增加,既有使金属塑性降低的一面,又有使金属塑性增加的一面,这两方面因素综合作用的结果,最终决定了金属塑性的变化。
3.请简述弹性变形时应力-应变关系的特点。
答:弹性变形时应力-应变关系有如下特点:
(1)应力与应变完全成线性关系,即应力主轴与全量应变主轴重合。
(2)弹性变形是可逆的,与应变历史(加载过程)无关,即某瞬时的物体形状、尺寸只与该瞬时的外载有关,而与瞬时之前各瞬间的载荷情况无关。
(3)弹性变形时,应力球张量使物体产生体积的变化,泊松比。
三、计算题 1.对于直角坐标系 Oxyz 内,已知受力物体内一点的应力张量为,应力单位为 Mpa,(1)画出该点的应力单元体;
(2)求出该点的应力张量不变量、主应力及主方向、最大切应力、八面体应力、应力偏张量及应力球张量。
解:
(1)该点的应力单元体如下图所示(2)应力张量不变量如下 故得应力状态方程为 解之得该应力状态的三个主应力为(Mpa)设主方向为,则主应力与主方向满足如下方程 即,解之则得,解之则得,解之则得 最大剪应力为:
八面体正应力为:
Mpa 八面体切应力为:
应力偏张量为:,应力球张量为:
2.已知金属变形体内一点的应力张量为 Mpa,求:
(1)计算方向余弦为 l=1/2,m=1/2,n= 的斜截面上的正应力大小。
(2)应力偏张量和应力球张量;
(3)主应力和最大剪应力;
解:
(1)可首先求出方向余弦为(l,m,n)的斜截面上的应力()进一步可求得斜截面上的正应力 :
(2)该应力张量的静水应力 为 其应力偏张量 应力球张量(3)在主应力面上可达到如下应力平衡 其中 欲使上述方程有解,则 即 解之则得应力张量的三个主应力:
对应地,可得最大剪应力。
3.若变形体屈服时的应力状态为:-30 0 0 15 0 23 ´ ÷ ÷ ÷ ø ö ç ç ç è æ × × × = ij s 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。
解:,Tresca准则:
MPa 而==1 Mises准则:
MPa 而==1.07 或者:,4.某理想塑性材料,其屈服应力为100(单位:10MPa),某点的应力状态为:
MPa 将其各应力分量画在如图所示的应力单元图中,并判断该点处于什么状态(弹性/塑性)? 答:=-300MPa =230MPa =150MPa =-30 MPa ====0 根据应力张量第一、第二、第三不变量公式:
=++-=++ = 将、、、、、、、、代入上式得:
=8,=804,=-10080(单位:10MPa)将、、代入--б-=0,令>>解得:
=24 =14 =-30(单位:10MPa)根据Mises屈服准则:
等效应力 = =49.76(单位:10MPa)(单位:10MPa)因此,该点处于弹性状态。
一、填空题 1.设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示:
,则单元内任一点外的应变可表示为 =。
2.塑性是指:
在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
3.金属单晶体变形的两种主要方式有:
滑移 和 孪生。
4.等效应力表达式:。
5.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为 第一主方向,由 第一主方向顺时针转 所得滑移线即为 线。
6.平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力 σ z =。
7.塑性成形中的三种摩擦状态分别是:
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
8.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。
9.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性 提高。
10.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化皂化 润滑处理。
11.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。
12.材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过 100% 的现象叫超塑性。
13.韧性金属材料屈服时,密席斯(Mises)准则较符合实际的。
14.硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。
15.塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。
16.应力状态中的压 应力,能充分发挥材料的塑性。
17.平面应变时,其平均正应力sm 等于 中间主应力s2。
18.钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 降低。
19.材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为e1=0.1,第二次的真实应变为e2=0.25,则总的真实应变e=0.35。
20.塑性指标的常用测量方法 拉伸试验法与压缩试验法。
21.弹性变形机理 原子间距的变化;
塑性变形机理 位错运动为主。
二、下列各小题均有多个答案,选择最适合的一个填于横线上 1.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
A、大于;
B、等于;
C、小于;
2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A。
A、理想塑性材料;
B、理想弹性材料;
C、硬化材料;
3. 用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为 B。
A、解析法;
B、主应力法;
C、滑移线法;
4. 韧性金属材料屈服时,A准则较符合实际的。
A、密席斯;
B、屈雷斯加;
C密席斯与屈雷斯加;
5.由于屈服原则的限制,物体在塑性变形时,总是要导致最大的 A 散逸,这叫最大散逸功原理。
A、能量;
B、力;
C、应变;
6. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 A。
A、热脆性;
B、冷脆性;
C、兰脆性;
7. 应力状态中的B 应力,能充分发挥材料的塑性。
A、拉应力;
B、压应力;
C、拉应力与压应力;
8.平面应变时,其平均正应力smB中间主应力s2。
A、大于;
B、等于;
C、小于;
9. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 B。
A、提高;
B、降低;
C、没有变化;
10.多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为 A。
A、纤维组织;
B、变形织构;
C、流线;
三、判断题 1.按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=0.5。
(×)2.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
(×)3.静水压力的增加,对提高材料的塑性没有影响。(×)4.在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料。
(×)5.塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。(√)6.塑性是材料所具有的一种本质属性。
(√)7.塑性就是柔软性。
(×)8.合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降。
(×)9.合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。
(×)10.结构超塑性的力学特性为,对于超塑性金属m =0.02-0.2。
(×)11.影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。
(√)12.屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上,两个准则是一致的。
(×)13.变形速度对摩擦系数没有影响。
(×)14.静水压力的增加,有助于提高材料的塑性。(√)15.碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。(×)16.如果已知位移分量,则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程;
若是按其它方法求得的应变分量,也自然满足协调方程,则不必校验其是否满足连续性条件。
(×)17.在塑料变形时金属材料塑性好,变形抗力就低,例如:不锈钢(×)四、名词解释 1.上限法的基本原理是什么? 答: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。
2.在结构超塑性的力学特性中,m值的物理意义是什么? 答:为应变速率敏感性系数,是表示超塑性特征的一个极重要的指标,当m值越大,塑性越好。
3.何谓冷变形、热变形和温变形? 答:冷变形:在再结晶温度以下(通常是指室温)的变形。
热变形:在再结晶温度以上的变形。
温变形:在再结晶温度以下,高于室温的变形。
4.何谓最小阻力定律? 答:变形过程中,物体质点将向着阻力最小的方向移动,即做最少的功,走最短的路。
5.何谓超塑性? 答:延伸率超过100%的现象叫做超塑性。
五、简答题 1.请简述有限元法的思想。
答:有限元法的基本思想是:
(1)把变形体看成是有限数目单元体的集合,单元之间只在指定节点处铰接,再无任何关连,通过这些节点传递单元之间的相互作用。如此离散的变形体,即为实际变形体的计算模型;
(2)分片近似,即对每一个单元选择一个由相关节点量确定的函数来近似描述其场变量(如速度或位移)并依据一定的原理建立各物理量之间的关系式;
(3)将各个单元所建立的关系式加以集成,得到一个与有限个节点相关的总体方程。
解此总体方程,即可求得有限个节点的未知量(一般为速度或位移),进而求 得整个问题的近似解,如应力应变、应变速率等。
所以有限元法的实质,就是将具有无限个自由度的连续体,简化成只有有限个自由度的单元集合体,并用一个较简单问题的解去逼近复杂问题的解。
2.Levy-Mises 理论的基本假设是什么? 答:
Levy-Mises 理论是建立在以下四个假设基础上的:
(1)材料是刚塑性材料,即弹性应变增量为零,塑性应变增量就是总的应变增量;
(2)材料符合 Mises 屈服准则,即 ;
(3)每一加载瞬时,应力主轴与应变增量主轴重合;
(4)塑性变形时体积不变,即,所以应变增量张量就是应变增量偏张量,即 3.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:(1)润滑的目的是:减少工模具磨损;
延长工具使用寿命;
提高制品质量;
降低金属变形时的能耗。
(2)影响摩擦系数的主要因素:
答: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 4.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:(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)5.为什么说在速度间断面上只有切向速度间断,而法向速度必须连续? 答: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,而切向速度分量可以不等,造成①、②区的相对滑动。其速度间断值为 6.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:(1)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。
(2)常用屈服准则:密席斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则。
(3)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15.5% 7.简述塑性成形中对润滑剂的要求。
答:(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。
8.简述金属塑性加工的主要优点? 答:(1)结构致密,组织改善,性能提高。
(2)材料利用率高,流线分布合理。
(3)精度高,可以实现少无切削的要求。
(4)生产效率高。
六、计算题 1.圆板坯拉深为圆筒件如图1所示。
假设板厚为t , 圆板坯为理想刚塑性材料,材料的真实应力为S,不计接触面上的摩擦 ,且忽略凹模口处的弯曲效应 , 试用主应力法证明图示瞬间的拉深力为:
(a)拉深示意图(b)单元体 图1 板料的拉深 答:在工件的凸缘部分取一扇形基元体,如图所示。沿负的径向的静力平衡方程为:
展开并略去高阶微量,可得:
由于是拉应力,是压应力,故,得近似塑性条件为:
联解得:
式中的 2.如图2所示,设有一半无限体,侧面作用有均布压应力,试用主应力法求单位流动压力p。
图2 解:
取半无限体的半剖面,对图中基元板块(设其长为 l)列平衡方程:
(1)其中,设,为摩擦因子,为材料屈服时的最大切应力值,、均取绝对值。
由(1)式得:
(2)采用绝对值表达的简化屈服方程如下:
(3)从而(4)将(2)(3)(4)式联立求解,得:
(5)在边界上,由(3)式,知,代入(5)式得:
最后得:
(6)从而,单位流动压力:
(7)3.图3所示的圆柱体镦粗,其半径为re,高度为h,圆柱体受轴向压应力sZ,而镦粗变形接触表面上的摩擦力t=0.2S(S为流动应力),sze为锻件外端(r=re)处的垂直应力。
(1)证明接触表面上的正应力为:
(2)并画出接触表面上的正应力分布;
(3)求接触表面上的单位流动压力p,(4)假如re=100MM,H=150MM,S=500MPa,求开始变形时的总变形抗力P为多少吨? 解:
(1)证明 该问题为平行砧板间的轴对称镦粗。设对基元板块列平衡方程得:
因为,并略去二次无穷小项,则上式化简成:
假定为均匀镦粗变形,故:
图3 最后得:
该式与精确平衡方程经简化后所得的近似平衡方程完全相同。
按密席斯屈服准则所写的近似塑性条件为:
联解后得:
当时,最后得:
(3)接触表面上的单位流动压力为:
=544MP(4)总变形抗力: =1708T 4.图4所示的一平冲头在外力作用下压入两边为斜面的刚塑性体中,接触表面上的摩擦力忽略不计,其接触面上的单位压力为q,自由表面AH、BE与X轴的夹角为,求:
(1)证明接触面上的单位应力q=K(2++2);
(2)假定冲头的宽度为2b,求单位厚度的变形抗力P;
图4 解:
(1)证明 1)在AH边界上有:
故,屈服准则:
得:
2)在AO边界上:
根据变形情况:
按屈服准则:
沿族的一条滑移(OA1A2A3A4)为常数(2)单位厚度的变形抗力:
5.图5所示的一尖角为2j的冲头在外力作用下插入具有相同角度的缺口的刚塑性体中,接触表面上的摩擦力忽略不计,其接触面上的单位压力为p,自由表面ABC与X轴的夹角为d,求:
(1)证明接触面上的单位应力p=2K(1+j+d);
(2)假定冲头的宽度为2b,求变形抗力P。
图5 答:
(1)证明 1)在AC边界上:
2)在AO边界上:
3)根据变形情况:
4)按屈服准则:
5)沿族的一条滑移(OFEB)为常数(2)设AO的长度为L,则变形抗力为:
6.模壁光滑平面正挤压的刚性块变形模型如图6所示,试计算其单位挤压力的上限解 P,设材料的最大切应力为常数K。
图6 解:首先,可根据动可容条件建立变形区的速端图,如图7所示:
图7 设冲头的下移速度为。由图7可求得各速度间断值如下:
;;由于冲头表面及模壁表面光滑,故变形体的上限功率仅为各速度间隔面上消耗的剪切功率,如下式所示:
又冲头的功率可表示为:
故得:
7.一理想刚塑性体在平砧头间镦粗到某一瞬间,条料的截面尺寸为 2a × 2a,长度为 L,较 2a 足够大,可以认为是平面变形。变形区由 A、B、C、D 四个刚性小块组成(如图8所示),此瞬间平砧头速度为 ú i =1(下砧板认为静止不动)。试画出速端图并用上限法求此条料的单位变形力 p。
图8 解:根据滑移线理论,可认为变形区由对角线分成的四个刚性三角形组成。刚性块 B、D 为死区,随压头以速度 u 相向运动;
刚性块 A、C 相对于 B、D有相对运动(速度间断),其数值、方向可由速端图(如图9所示)完全确定。
图9 u * oA = u * oB = u * oC = u * oD =u/sin θ = 根据能量守恒:
2P · 1 = K(u * oA + u * oB + u * oC + u * oD)又 = = = = a 所以单位流动压力:P = = 2K
第三篇:材料成形
一、选择题
1.750公斤空气锤是指(落下重量为750公斤)
2.蒸汽—空气锤选用工作介质时,除
压缩空气外,还可选择(干饱和蒸汽)3.锤的打击效率主要取决于(砧座退让性)
4.一台10吨蒸汽—空气模锻锤可以用(25吨米)对击锤代替。
5.蒸汽—空气自由锻锤工作活塞在连续打击时,活塞下部气体在活塞下行时的配汽关系为(排汽—压缩—提前进汽)6.一般锻锤打击速度变化范围(3~9米/秒)
7.螺旋压力机的公称压力Pn表示(设备的系列参数)
8.泵直接传动液压机活动横梁行程速度取决于(泵的供液量)9.泵—蓄势器传动的供液压力取决(蓄势器压力)
10.曲柄连杆机构结点负偏置,滑块具有(急回特性,适用于挤压机)11.提高锻锤打击能量最有效方法(提高落下部分重量)
12.蒸汽—空气模锻锤重打时,工作活塞上部气体在活塞下行时经过(进汽—膨胀—排汽)13.50吨米的无砧座锤是指(打击能量为50吨米)
14.自由锻锤砧座质量与落下部分质量之比m2/m1一般取为(15~20)15.一般模锻锤的打击力是落下重量的(1000)倍 16.一般自由锻锤的打击力是落下重量的(800)倍。
二、填空题
1.曲柄压力机工作机构一般由、、、等零件组成。
答案:曲柄,连杆,滑块
2.JB31-315A中各符号代表的意义分别为J-,B-,31-,315-,A-
。答案:机械压力机,第二次变型,闭式单点压力机,公称 压力为3150KN,第一次改进 3.当量力臂由
和
两部分组成。
答案:理想当量力臂,摩擦当量力臂
4.曲轴常用的三种型式为、、。
答案:纯曲轴,曲拐轴,偏心齿轮和芯轴
5.开式曲柄压力机机身的垂直线刚度是指,角刚度是指。
答案:垂直线刚度是指压力机的装模高度产生单位垂直变形时,角刚度是指压力机的滑块相对于工作台面产生单位角变形时,压力机所承受的变形力。
6.曲柄压力机的附属装置主要有、、、。答案:过载保护装置,拉伸垫,滑快平衡装置,顶料装置
7.曲柄压力机的主要技术参数有、、、。答案:公称压力,滑块行程,行程次数,最大装模高度
8.曲柄压力机连杆主要形式有、、。
答案:球头式,柱销式,柱面式
9.曲柄压力机按传动系统位置分为
传动和
传动;按传动系统安放形式分为
和。
答案:上,下;曲轴横放,曲轴纵放。
10.双点双动压力机是指具有
和的压力机。
答案:双连杆,双滑杆
11.曲柄压力机常用的离合器可分为
和
两大类;常用的制动器有、和。
答案:刚性离合器,摩擦离合器;带式,盘式,闸瓦式
12.摩擦离合器的摩擦材料主要有、、。答案:石棉铜,石棉树脂塑料,痛基粉末合金
13.曲柄压力机操纵系统主要由
和
组成。答案:离合器,制动器
14.曲柄压力机机身分为
和
两大类。
答案:开式,闭式
15.曲柄压力机过载保护装置可分为
和
两大类。答案:压塌块过载保护装置,液压过载保护装置
16.常用的专用曲柄压力机有、、、。答案:热模锻机,平锻机,挤压机,拉伸压力机
17.平锻机适用于
和
零件的大批量生产。答案:局部镦粗,带孔锻件
18.平锻机按夹紧凹模分模面的方向分为
和
。答案:垂直分模,水平分模
19.锻锤按驱动形式可分为、、、答案:空气锤,机械锤,液汽锤,蒸汽-空气锤
20.空气锤的工作循环有、、和
四种。答案:空行程,悬空,打击,压紧
21.蒸汽-空气自由锻锤的锤身结构形式可分为、、答案:单柱式,双柱桥式,双柱拱式
22.蒸汽-空气自由锻锤的落下部分主要由、、和
组成。答案:活塞,锤头,锤杆,上砧块
23.蒸汽-空气自由锻锤按锤身结构可分为、和
。答案:左右立柱,基础底版,导轨和导轨调节装置
24.常用的蒸汽-空气对击锤
式和 式。
答案:钢带联动,液压联动
25.螺旋压力机的吨位依据
和
两个参数来选择。答案:锻压工艺力,锻造变形力
26.液压机的一个工作循环包括、、、。答案:停止,充液形成,工作形成,回程
27.液压缸的主要形式有、、。答案:柱塞式,活塞式,差动柱塞式
28.液压缸的安装方式主要有
和
两种。答案:法蓝支承,缸底支承
29.液压机常用的密封件有、、、。
答案:O型橡胶,U型橡胶,Y型塑料,人字夹布橡胶
30.液压机常用的动力装置有
传动和
传动两种。答案:泵直接,泵-蓄势器
31.我国的公称液体压力定为
和。答案:200bar,320bar 32.液压机的主要技术参数有、、、。答案:公称压力,最大净高度H,最大行程h,立柱中心距
33.常用的塑料成型设备有、和。
答案:塑料挤出,塑料注射,塑料压延
三、简答题
1.说明锻锤与曲柄压力机工作原理、工作特性的主要差别。
原理的主别:压力机是靠静压力或准静压力使锻件变形,压力机压力必须大于锻件的变形力,且加压一次即可成型;锻锤是靠工作部分动能的瞬时释放使锻件变形,当锻锤每次打击的有效能量小于锻件变形所需能量时,可采用多次打击完成锻件变形任务,且变形速度快。
特性:锻锤---投资少,能耗大,振动、噪音大,基础庞大,不易实现自动化 ;压力机--易于实现自动化;工作无退让性,工件精度高.负载性质是短时间的高峰值。2.锻锤的工作原理。
锻锤的工作原理。锻锤是一种能量限定型锻压设备,其工作原理为:在锤头接触锻件的极短时间内(千分之几秒),落下部分将下行程积蓄的能量释放,以巨大的惯性力
打击锻件,完成塑性变形。3.锻锤打击效率的概念,影响打击效率的主要因素。
锻锤打击效率的概念:锻件塑性变形能E与打击开始时落下部分能量E之比
影响打击效率的主要因素:m2/m1越大,打击效率越高,但过大会使砧座体积、重量过于庞大,给加工、运输带来困难。自由锻锤 m2/m1 =15~20,模锻锤m2/m1=20~25,打击刚性,即打击过程中砧座退让性。4.锻锤为什么不允许冷击或空击?
全能量冷击是压力机最沉重的负荷,应严加防止。5.空气锤与蒸汽-空气锤工作原理的主要区别。(驱动形式不同)
空气锤工作原理:电动机带动曲柄连杆机构在压缩缸产生压缩空气,压缩空气在工作缸带动活塞和锤头上下运动。空气锤由工作部分、传动部分、配气操纵部分和机身部分组成 6.有砧座锤与无砧座锤结构和工作特性的主要区别。
(1)
用打击能量标志其工作能力;一般20~25KJ的对击锤相当于一吨的有砧座模锻锤。(2)
没有笨重的砧座;相当于1/2~1/3(3)
不需很大的基础;相当于1/8~1/3(4)
打击刚性好,效率高。提高5~10% 7.模锻锤摆动循环的作用?
摆动循环的作用:防止打击能量不足;方便调节打击能量调节 8.模锻锤如何调节打击能量?
打击能量通过脚踏板控制滑阀芯的位移来实现。9.蒸汽—空气锤配汽操纵机构中刀形杆的作用。手柄和锤头联合操纵式(刀形杆)。。10.有砧座锤基础上枕木的作用。
减震。。
11.对击锤的主要特点。
(1)用打击能量标志其工作能力;一般20~25KJ的对击锤相当于一吨的有砧座模锻锤。(2)没有笨重的砧座;相当于1/2~1/3
(3)不需很大的基础;相当于1/8~1/3
(4)打击刚性好,效率高。提高5~10%
13.空气锤的工作循环有哪几种?
工作循环:空行程、悬空、打击和压紧四种
14.液气锤和电液锤的工作原理及其特点。
液气锤的工作原理: 液气锤用气、液联合驱动,工作缸上腔充有高压气体(氮气或空气),当工作缸下腔通高压油时,锤头上升,压缩上腔气体蓄能,锤头悬空;当控制机构使锤头释放,上腔气体快速膨胀,推动锤头下行,下腔油液排出,下锤头在联动机构作用下,上行与锤头对击。
电液锤: 电液锤是一种新型节能锻锤,它利用液压动力头替代原有的汽缸,以提高能源利用率。15.锻锤基础的主要类型及特点。
锻锤基础的结构型式:
不隔振基础可分为大块式和薄壳式两种。
“三心合一”原则: 即打击中心(锤杆中心线)、机器与基础的总重心和基底形心处于同一直线上。16.螺旋压力机的工作特性及其适用范围。螺旋压力机的工作特性:(1)打击过程能量全部释放;(2)变形功大,打击力小;变形功小,打击力大;
(3)竖向打击力封闭于机身,不传给基础;扭矩传于基础;(4)没有固定下死点,实际行程可以控制; 17.螺旋压力机的优缺点。(范围)
优点:工艺万能性强;锻件竖向精度高;设备结构简单;模具寿命高;操作容易。
缺点:承受偏载能力差,只适于单模腔模锻;行程次数低;每次行程时间不固定,不易自动化生产。19.摩擦、电动和液压螺旋压力机的工作原理及各自主要特点。18.螺旋压力机的吨位根据什么选用。
根据锻压工艺力及锻件变形功两个参数来选择 20.曲柄压力机的工作原理和主要构成。
原理是:通过传动系统把电动机的运动和能量传给曲柄滑块机构,再由曲柄滑块机构将旋转运动转化为滑块及模具的直线往复运动,从而使毛坯获得一定的变形,制成所需的工件。
结构:1.工作机构:包括曲轴、连杆和滑块等零件,称为曲柄滑块机构;2.传动系统:包括齿轮传动和皮带传动等机构;3.操纵系统:如离合器和制动器等;4.能源系统:包括电动机--飞轮拖动系统等;5.支承部件:如机身等; 6 辅助系统及装置:如润滑系统、过载保护装置、气垫,滑块平衡装置等。21.曲柄压力机的主要技术参数有哪些?说明其含义。(1)反映工艺能力的参数:a.公称压力(标称压力)Pg(KN,吨)
滑块在某一特定距离(公称压力行程Sp=13mm)或曲柄在某一特定角度(公称压力角αp=20~30)时,滑块所允许承受的最大作用力
b.工作能量Ag(J,Kgm)(2)运行参数:a.滑块行程S(S=2R,R—曲柄半径,mm)滑块从上死点到下死点经过的距离,反映压力机的工作范围。b.行程次数n(次/分钟)
滑块每分钟往复运动的次数,反映压力机的生产率。
(3)模具空间尺寸参数:a.最大装模高度Hmax(mm)滑块在下死点,连杆最短时,滑块底面与工作台面之间的距离。b.装模高度调节量 △Hmax(mm)
连杆长度的最大调节量。c.工作台尺寸A*B d.滑块底面积a*b 22.曲柄压力机装模高度调节机构的作用。
作用:装模高度大:产生废品
装模高度小:压力机过载或模具损坏 23.曲柄压力机整体芯轴与组合芯轴的优缺点。
整体芯轴:偏心部分和连杆大端的结构尺寸较大,刚性好,摩擦扭矩大,适用于行程较小的压力机。
组合芯轴:适用于行程较大的压力 机。
24.曲柄压力机平衡装置的作用。
平衡滑块重量,减少传动系统的撞击和噪音;消除连杆与滑块之间的间隙,减少受力零件的冲击和磨损;降低装模高度调节机构的功率消耗;防止制动器失灵或连杆折断时,滑块坠落。
25.离合器—制动器联锁装置的作用。
26.刚性离合器与摩擦离合器各有什么优缺点?
刚性:结构简单,制造容易,不需气源;冲击大,噪音高,只能在上死点附近脱开,不能紧急刹车,一般用在100吨以下的压力机上
27.曲柄压力机离合器和制动器的作用。
离合器脱开瞬时,制动器立即制动; 离合器结合前瞬时,制动器先松开。28.曲柄压机电动机与飞轮的设计原则。
电动机功率按一工作周期的平均功率计算;飞轮尺寸按工作行程所作功Ag确定
29.画出曲柄压力机滑块允许负荷图的示意图,指出各曲线的含义,并简述滑块允许负荷图的作用。C—C截面:
B—B截面:
滑块许用负荷图用途:(1)校核曲轴和齿轮强度,并进行修正;(2)提供正确选用和使用压力机的重要依据 32.曲柄压力机一个工作周期的能量损耗分组成?(1)工件变形功A1
(2)拉伸垫工作功A2
(3)工作行程时由于曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量A3
(4)工作行程时由于压力机受力系统的弹性变形所消耗的能量A4(5)压力机空程向下和空程向上时所消耗的能量A5(6)滑块停顿飞轮空转时所消耗的能量A(7)单次行程时离合器接合所消耗的能量A7 33.曲柄压力机飞轮的作用。
为减少电动机功率,在传动系统中设置了飞轮,飞轮起着存储和释放能量的作用。34.热模锻压力机解除“闷车”的主要方法。
电动机反转;楔形工作台;专用液压螺母预紧机身 35.液压机的工作原理和基本组成。
液压机是根据帕斯卡原理制成,是一种利用液体压力能来传递能量的设备 液压机一般由本体、操纵系统及泵站三大部分组成 36.液压机的工作循环包括哪几部分。停止、充液行程、工作行程及回程 37.液压机的工作特性。
(1)结构上容易得到大的总压力、大的行程和大的工作空间;(2)工作平稳,工作环境好;
3)本体结构简单,通用件多,制造容易;(4)工作速度慢,单位时间行程次数少。38.液压机泵直接传动的特点。
(1)液压机活动横梁的行程速度取决于泵的供液量,而与锻件变形阻力无关,液压机易于实现恒速运动;
(2)高压泵所消耗的功率(压力X流量)相当于液压机作功的功率(速度X力),即泵的供液压力和消耗功率取决于加工工件的变形阻力;
(3)易实现液压机的自动控制;
(4)占地面积小,投资省,维修简单。39.泵-蓄势器传动的特点。
(1)供液压力基本保持在蓄势器压力波动值的范围内,变化不大;(2)能量的消耗与液压机行程大小成正比,而与工件变形阻力无关;
(3)液压机的工作行程速度取决于工件变形阻力,阻力大速度慢,阻力小速度快; 40.三梁四柱式液压机的特点。
(1)供液压力基本保持在蓄势器压力波动值的范围内,变化不大;(2)能量的消耗与液压机行程大小成正比,而与工件变形阻力无关;
(3)液压机的工作行程速度取决于工件变形阻力阻力大速度慢阻力小速度快; 41.液压机泵—蓄势器传动泵站的主要组成装置。
高压泵、高压蓄势器、空气压缩机、水位指示器、最底液面阀、水箱、乳化搅拌装置等 42.液压缸的主要形式、各自特点及适用范围。
柱塞式:结构简单、制造精度要求低,但只能单向运动;
活塞式:可双向运动,但缸表面加工精度和光洁度要求高,结构复杂,一般用于中小设备;
差动活塞式:多用于回程缸,与活动横梁联接容易。43.液压缸的主要损坏形式及其原因。
液压缸损坏主要部位:法蓝与缸壁连接的圆弧部分,缸壁向缸底过渡圆弧部分,圆筒壁裂纹以及气蚀。主要原因:设计方面;加工方面;安装使用方面
44.液压机柱塞与活动横梁主要的连接形式及其特点。刚性连接:
球面支承连接: 双球面中间杆连接:
45.液压机立柱导套的主要形式。
圆柱面导套;球面导套;可调间隙导套
46.液压机立柱式机架的连接形式及其优缺点。双螺母式:加工、安装和维修方便,但螺母在反复工作时易松动;
锥台式(单、双):
刚性好,加工及磨损后维修困难; 锥套式:结构复杂,受力及调整情况好,多用于大型设备 47.铸造横梁与焊接横梁的优缺点。
铸造结构:抗震性能好
焊接结构:重量轻,强度高,外形美观,加工周期短 48.液压机上传动与下传动的优缺点。
下拉式的特点:液压机重心低,操纵方便,厂房高度低;地下工程大,运动部分质量大,惯性大。中小型设备适宜。
49.蓄势器水罐的水位显示器的作用。
50.辗环机(扩孔机)的工作原理及主要构成。辗环机(扩孔机),主要用于环形件的扩孔艺。
它主要由主辊、芯辊、抱辊、抱辊液压缸、同步机构及传动系统组成。51.旋压机的工作原理及主要构成。
旋压是借助旋轮或杆棒等工具作进给运动,加压于随芯模沿同一轴线旋转的金属毛坯,使其产生连续的局部变形而成为所需薄壁空心回转零件的加工方法。
52.摆辗机工作原理及主要构成。
摆动辗压是利用一个带圆锥形的上模对毛坯局部加压,并绕中心连续滚动的加工方法。它一般由摆头、滑块、液压缸、机身及机械传动系统组成。53.楔形模横轧机工作原理及主要构成。
楔形模横轧是在两个作直线运动的平直楔形模间或两个作同向旋转的圆弧形楔形模间横轧毛坯,利用其模具上的楔形凸起的作用,楔尖咬入坯料,使毛坯转动,同时楔形模两侧边压缩和辗压毛坯使其变形的加工方法。54.数控塑性成型设备的特点。
(1)对加工对象的适应性强,适于多品种、小批量生产;(2)可缩短加工时间和辅助时间,提高生产率;
(3)可提高同批工件的重复加工精度,避免手工误差;(4)可加工手工控制无法或难于加工的复杂零件;(5)可组成柔性制造系统(FMS)
55.冲模回转头压力机的工作原理及主要特点。
冲模回转头压力机是用来对板材进行冲孔和步冲的压力机,在其滑块与工作台之间,有一对可以存放若干套模具的回转头(即转盘),把待加工的板材夹持在夹钳上,使板材在上、下转盘之间相对于滑块中心沿 x、y轴方向移动定位,按规定的程序选择所需的模具,冲出所需的尺寸和形状的孔。这些孔可以是圆孔、方孔、异形孔等。56.常用的塑料成型设备有哪些?各自的适用范围是什么?
塑料挤出成型设备
塑料注射成型设备
塑料压延成型设备 辗环机(扩孔机),主要用于环形件的扩孔艺。
旋压机
摆辗机
楔形模横轧机
57.简述常用的塑料制品加工方法及过程。
常见的塑料制品加工方法有挤出成型法、注射成型法、压延成型法 58.塑料挤出机的组成及工作原理。
挤出机的组成:1.挤压系统:包括机筒、螺杆2.传动系统:3.加热冷却系统:风冷、水冷4.供料系统:鼓风上料、弹簧上料 5.辅助装置。原理:挤出成型是将热塑性塑料在相应设备中,经加热、剪切、压缩、混合、塑化、均化后,从给定的口模挤出,经固化后得到与口模尺寸相对应的条料制品的加工方法。59.塑料注射成型机的组成和工作原理。
1.注射装置2.合模装置3.液压传动和电气控制系统
原理:塑料注射成型是使热塑性塑料或热固性塑料在相应的设备中,经过输送、加热、剪切、压缩、混合、塑化熔融、均化等过程,用一定的压力注射入闭合的模腔,固化后形成塑料制品的加工方法。
60.塑料注射成型机的主要技术参数。
1.注射量:单次工作行程的最大注出量,单位为克或立方厘米 2.注射压力(Mpa)
3.注射速度、注射速率、注射时间 4.塑化能力 5.锁模力
6.合模装置的基本尺寸 7.开合模速度 8.空循环时间
61.柔性加工系统的概念及基本组成。
柔性加工系统(Flexible Manufacturing System,FMS)是一种微电子工程和机械工程结合的系统,以进行多品种小批量生产为目的,并有中央计算机集中管理和控制的一种灵活易变的加工系统。
一般柔性加工系统的组成:1.一台或一组具有一定柔性的数控成型设备。2.一条自动及柔性的物流系统,包括自动仓库、自动运输车、自动装卸设备和自动换模装置等。3.一条监控与管理的计算机网络,它能完成给出作业路线、发出加工命令、监控操作等任务。
62.板材加工FMS的主要构成。
1.数控板材加工设备:冲孔设备、剪切设备和折弯设备;
2.各种辅助设备和装置:吸盘式送料装置、夹钳式拖料装置、辊道式选装置、固定台式输送车、磁力分层装置、测厚装置等;
3.板材存储自动化立体仓库:货架、板料存取机;
4.感应式无人输送车5.板材加工FMS的控制装置及软件。
63.计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System, CIMS)的基本构成。1.控制系统:包括车间控制及单元控制、管理系统(含计划、调度); 2.工程系统:包括CAD、CAPP、CAM的集成; 3.生产系统:即FMS。
四、综述题
1.减轻离合器—制动器发热磨损,提高持久工作能力的途径,并阐明理由。
a.合理选择离合器轴的转速n
一般离合器在转速为300~400转/分钟的轴上。转速高,磨损系数大;转速太小,会导致离合器传递扭矩增大。
b.最大限度地减小离合器轴从动零件及轴以后的传动零件的转动惯量 c.尽可能增加摩擦面积
d.改善离合器—制动器的散热条件
e.选用耐高温、耐磨损的摩擦材料,提高允许磨损系数[K] f.联锁正确可靠,不允许相互干涉
2.根据热模锻工艺,分析通用曲柄压力机与热模锻压力机结构上的主要区别有哪些? a.连杆式:偏心式曲轴和短而粗的整体 连 杆;象鼻式滑块;楔形工作台 b.楔式:曲柄—楔块—滑块机构;铸钢 组合机身3.双滑块热模锻压力机
3.画出曲柄压力机滑块允许负荷图的示意图,指出各曲线的含义,并简述滑块允许负荷图的作用。==29 4.提高开式曲柄压力机机身刚度的主要途径,并阐明理由。
合理设计机身截面,如增大H/A比值到3~4; 采用高弹性模量材料,增大E;改进机身结构,如喉口内侧加拉杆等。5.泵直接传动液压机和泵—蓄势器传动液压机各有什么特点,简单说明原因。38/39 6.分析图示液压机原理图各主要元件的作用。
7.自由锻锤与模锻锤结构上和操纵上的主要区别。
结构特点:锻锤落下部分:活塞、锤杆、锤头和上砧块。汽缸部分:汽缸体、保险缸、滑阀箱、旋阀箱和密封装置
配汽机构:滑阀和旋阀
锤身部分:左右立柱、基础底板、导轨和导轨调
节装置
砧座和基础部分:砧座、砧座垫和基础
模锻锤结构特点:模锻过程要求上下模对准,模锻锤的立柱必须安装在砧座上;立柱与汽缸之间都用弹簧、螺栓联接;立柱与砧座之间的联接螺栓向内倾斜10~20度。操纵机构:手柄和锤头联合操纵式(刀形杆),手柄单独操纵式
滑阀和旋阀的动作由各自的手柄控制。
操纵特点:采用脚踏板操纵;脚踏板同时带动滑阀和旋阀;用摆动循环代替悬空。8.画出螺旋压力机力能关系曲线,并简述其调节打击能量的方法。
对某一确定的压力机而言,刚度及摩擦功系数基本已定,只有运动部分能是最活跃的因素。运动部分能量越大,冷击力越大。全能量冷击是压力机最沉重的负荷,应严加防止。9.锻锤基础振动的传播途径,主要减振方法。
a.打击动能=锻件塑性变形能+打击后锻件及锻锤机身的弹性变形能 +打击后系统的回跳动能 b.(1)砧下橡胶减振器直接隔振基础(2)板弹簧悬吊式直接隔振基础(3)浮动式隔振基础 10.谈谈你对塑性成型设备发展趋势的看法,写出所知道的新型塑性成型设备名称。
数控成型设备数量不断增加;高速精密成型设备设计制造技术日益完善;塑性成型柔性加工系统(FMS)逐步发展。串列闭式压力机生产线(SMX系列)T2D0110高精度定程定压液压机AC-255NT网络数控冲床 EM-2510NT双伺服马达驱动结构转塔式数控冲床
辗环机
旋压机
摆辗机
楔形模横轧机
第四篇:设备电气复习题
1建筑电气系统的分类:照明系统,建筑动力系统,建筑弱电系统。
1.交流电的额定电压等级:220V380V3KV10KV35KV110KV220KV330KV500KV750KV.2.把1KV及以上的电压称为高压,1KV以下的称为低压。
3.一般采用三相电压380V和单相电压220V供电。照明用电一般采用380/220V三相四线制供电,电灯接在220V相电压上。
4.西宁地区高压供电网的电压最高值为10KV,采用三相三线制供电。
5.额定电压:电器在最佳工作状态下所能承受的电压,频率为50HZ.6.异步电动机的启动电流高达其额定电流的4-7倍。启动方法:自耦变压器降电压启动。
7.电动机的分类:鼠笼式电动机,绕线式电动机。最常用的是三相交流异步鼠笼式电动机。
8.将以毫安为计量单位的称为弱电系统。
9.高压供电:三相三线制,低压供电,三相四线制。
10.电气设备:低压控制设备(刀开关,低压断路器)低压保护设备(低压熔断器)
11.配电线路导线截面的选择是建筑电气设计内容中的重要组成部分。配电线路导线截面的选择:①按机械强度的选择②按导线的安全载流量选择③安允许电压损失选择
12.变压器的作用:开压和降压作用。
13.配电箱的作用:集中和分配电能,并起着对配电线路和用电设备控制和保护作用。主要设备有:
14.电光源的分类:①热辐射光源:白炽灯,碘钨灯②气体放电光源:日光灯,高压汞灯,钠灯
15.电气照明施工图一般包括设计说明,电气照明系统和电气照明平面图。
16.安全电压常用的有36V24V12V.相对安全,不是绝对安全。
17.变压器的中性点(零线)两种接法:①中性点接地-接零保护②中性点不接地-设备外壳接地保护
第五篇:医学影像设备学期末复习题
医学影像设备学期末复习题
一、选择题(每题1分,共50分)1.CT是(C)问世的
A.1960年 B.1963年 C.1972年 D.1978年 E.1982年 2.常见超声成像设备不包括(D)
A.A型 B.B型 C.D型 D.F型 E.M型 3.按主机功率分类,中型X线机的标称功率(D)
A.>10Kw B.10kW~20kW C.20kW~50kW D.10kW~40kW E.>40kW 4.荧光屏中荧光纸接受X线照射时发出(A)光
A.黄绿色 B.红绿色 C.蓝绿色 D.蓝紫色 E.黄紫色 5.固定阳极X线管的阳极靶面一般是由(D)制成
A.铁 B.铜 C.铝 D.钨 E.镍 6.阳极帽的主要作用是吸收(B)
A.散射电子 B.二次电子 C.折射电子 D.发射电子 E.聚焦电子 7.固定阳极X线管的主要缺点是(D)
A.瞬时负载功率大、焦点尺寸小 B.瞬时负载功率大、焦点尺寸大 C.瞬时负载功率小、焦点尺寸小 D.瞬时负载功率小、焦点尺寸大 E.以上都不对
8.高压电缆芯线数目不包括(D)
A.2 B.3 C.4 D.5 E.以上都对 9.高压交换闸不切换(D)
A.X线管管电压 B.大焦点灯丝加热电压 C.小焦点灯丝加热电压 D.旋转阳极启动电压 E.X线管
10.某台X线机高压变压器初级输入300伏,其次级输出电压为90千伏,则变压比为(B)
A.1:200 B.1:300 C.1:400 D.1:500 E.1:600 13.程控X线机是单片机控制的(A)
A.工频X线机 B.中频X线机 C.高频X线机 D.超高频X线机 E.以上都不是
14.高频机中,逆变电路的作用是改变电源(D)
A.电压峰值 B.电流峰值 C.容量 D.频率 E.稳定性 15.X线机的机房通风措施不包括(E)
A.电动抽风 B.中央空调 C.柜式空调 D.窗式空调 E.电风扇 16.CR是用(B)记录X线影像
A.胶片 B.IP板 C.增感屏 D.闪烁晶体探测器 E.以上都不对 17.非晶态硒型平板探测器中(A)在收到读出控制信号时,把像素存储的电荷按序输出
A.场效应管 B.可控硅 C.三极管 D.二极管 E.GTO 18.注入造影剂后得到的影像称为(C)
A.蒙片 B.掩模像 C.充盈像 D.减影像 E.以上都不对 19.关于CR、DR说法不正确的为(D)
A.均是将模拟量转换为数字量 B.DR信噪比比CR高
C.DR没有搬运IP的环节,减少故障诱发率 D.DR探测器像素尺寸都比CR探测器像素尺寸大 E.CR在价格上一般要比DR便宜 20.CR成像系统中不包含(D)
A.影像增强器 B.IP板 C.激光相机 D.平板探测器 E.自动洗片机 21.第一代CT是(A)扫描方式
A.平移+旋转 B.旋转+旋转 C.静止+旋转 D.静止+静止 E.平移+平移 22.螺旋CT的专用参数中螺旋因子指的是(C)
A.螺距﹣层厚 B.螺距+层厚 C.螺距/层厚 D.螺距×层厚 E.层厚/螺距
23.关于螺旋CT说法,哪个是错误的(D)A.有滑环 B.可以不用螺旋扫描 C.曝光时床可以运动 D.扫描时扫描架要正转一周再反转一周 E.扫描速度快
24.CT气体探测器是(A)A.氙气 B.氢气 C.氦气 D.氩气 E.氪气 25.CT设备中,滤过器的目的是(C)
A.发射X线 B.探测X线 C.吸收低能X线 D.决定扫描层的厚度 E.吸收高能X线 26.扫描时,探测器不动,只有球管旋转的CT机属于(D)
A.第一代CT机 B.第二代CT机 C.第三代CT机 D.第四代CT机 E.第五代CT机 27.MRI设备是以什么为信息载体(B)
A.X线 B.电磁波 C.超声波 D.γ射线 E.机械波
28.核磁设备中主磁体重量大,由天然材料构成,不需要消耗电能的磁体指的是(A)A.永磁体 B.常导磁体 C.梯度磁场 D.超磁导体 E.射频磁场 29.关于MR以下哪个是错误的(D)
A.永磁以开放为主 B.常导已大部分淘汰 C.超导场强高 D.永磁需要大量水冷却 E.永磁需要恒温 30.最常用于器官功能成像的设备是(B)
A.X线 B.核医学设备 C.CT D.超声 E.磁共振 31.1895年11月8日,(B)物理学家伦琴在做真空高压放电实验时,发现X射线
A.英国 B.德国 C.美国 D.法国 E.俄国 32.以下信息载体不同于其他的设备是(C)
A.X线设备 B.CT设备 C.MRI设备 D.DSA设备 E.DR设备 33.按主机功率分类,小型X线机的标称功率(B)
A.<10kW B.≤10kW C.=10kW D.>10kW E.≥10kW 34.中、高频X线机高压变压器的工作频率为(E)
A.50Hz以上 B.100Hz以上 C.150Hz以上 D.220Hz以上 E.400Hz以上 35.滤线栅铅条的(C)与间隙之比称为栅比
A.长度 B.宽度 C.高度 D.体积 E.厚度 36.床边X线机的特点不对的是(C)
A.流动性好 B.对电源要求不高 C.价格高 D.机械结构简单 E.操作方便 37.固定阳极X线管的主要缺点是(D)
A.瞬时负载功率大、焦点尺寸小 B.瞬时负载功率大、焦点尺寸大 C.瞬时负载功率小、焦点尺寸小 D.瞬时负载功率小、焦点尺寸大 E.以上都不对
38.低速旋转阳极X线管的阳极实际转速一般越为(B)
A.2500r/min,f=50Hz B.2700r/min,f=50Hz C.2500r/min,f=150Hz D.2700r/min,f=150Hz E.3000r/min,f=150Hz 39.高压变压器工作时,次极是(C)
A.电压低、电流小 B.电压低、电流大 C.电压高、电流小 D.电压高、电流大 E.以上都不对 40.X线机的高压发生器内没有(A)
A.mA表 B.高压硅柱 C.高压变压器 D.灯丝变压器 E.变压器油 41.管电流测量,mA表应(B)
A.串联在高压初级电路中 B.串联在高压次级电路中
C.并联在高压初级电路中 D.并联在高压次级电路中 E.以上均可 42.程控X线机是单片机控制的(A)
A.工频X线机 B.中频X线机C.高频X线机D.超高频X线机E.以上都不是 43.下列哪条不是数字X线成像的优点(B)
A.对比度分辨率高 B.空间分辨率比屏片组合高
C.辐射剂量小 D.成像质量高 E.存储介质容量大,可方便联网 44.平板探测器把X线能量直接转化为(A)
A.数字图像数据 B.模拟图像数据 C.光学图像数据 D.热感图像数据 E.以上都不对
45.关于X线机机房陈述以下哪个是错误的(D)
A.一般安装于一楼一侧 B.应有利于病人就诊 C.房间面积大约25-35㎡ D.一般房间主要墙体防护1mm铅当量 E.有利于安装维修 46.世界上首台CT的发明人名字是(D)
A.伦琴 B.柯玛克 C.雷当 D.豪斯菲尔德 E.兰德利 47.下列不是CT硬件发展趋势的是(C)
A.加快扫描速度 B.提到图像质量 C.增加电缆长度 D.简化操作 E.缩小体积
48.X线CT数据采集系统的构成不包括(D)
A.X线管 B.准直器 C.滤过器 D.计算机系统 E.探测器 49.探测器的作用是(B)
A.探测病人位置是否准确 B.接收X线并将其转换为电信号 C.探测扫描时有无散射线 D.将模拟信号转变为数字信号 E.将微弱的电流进行放大
50.CT值定标为 0 的组织是(A)
A.水 B.空气 C.骨骼 D.脂肪 E.血液
51.核磁设备中主磁体重量大,由天然材料构成,不需要消耗电能的磁体指的是(A)A.永磁体 B.常导磁体 C.梯度磁场 D.超磁导体 E.射频磁场 52.关于MR主磁场以下哪些说法正确(B)
A.永磁主磁场为水平方向 B.超导主磁场为水平方向
C.永磁主磁场方向和病人平行 D.超导主磁场方向和病人垂直 E.常导主磁场方向和病人垂直
53.临床研究型的磁共振设备的主磁场强度要求是(D)A.0.2~0.5T B.0.2以下 C.0.5~1T D.1~1.5T以上 E.以上都可以
54.在射频脉冲宽度一定的前提下,MR的梯度磁场强度越高,切换率越大(A)
A.所获得的图像层厚更薄,空间分辨率更高 B.所获得的图像层厚更薄,空间分辨率较差 C.所获得的图像层厚更厚,空间分辨率较差 D.所获得的图像层厚更厚,空间分辨率较好 E.以上都不对
55.超导冷却剂(-270℃)用(B)
A.氮 B.氦 C.氙 D.氩 E.氧
56.PET使用的准直方法称为(B)A.准直器准直 B.电子准直 C.原子准直 D.分子准直 E.量子准直
57.一般人们把声音频率超过(E)的声波称为超声波。
A.10kHz B.20Hz C.10MHz D.20MHz E.20 kHz 58.SPECT闪烁晶体多由那种物质构成(B)
A.NaI B.NaI(T1)C.NaCL D.FeO E.BGO 59.临床医学系统主要工作目标不包括(A)
A.无须对医务人员提供医学知识服务与咨询业务 B.医技科室 C.自动信息的采集 D.建立知识库 E.病房 60.全数字化超声技术的核心(B)
A.波束发射接收都是数字量 B.以数字化技术形成精确的延时发射 C.用多个开关电路形成延时 D.A/D转换是最关键的技术 E.三维傅里叶变换技术 61.X线由谁发现(E)
A.爱迪生 B.居里 C.居里夫人 D.牛顿 E.伦琴 62.以下设备对人体检查无辐射危险的是(A)
A.USG设备 B.CT设备 C.PET设备 D.DSA设备 E.CR设备 63.按主机功率分类,中型X线机的标称功率(D)
A.>10kW B.10kW~20kW C.20kW~50kW D.10kW~40kW E.>40kW 64.透视时,一般X线机的管电流为(A)
A.小于5mA B.5-10mA C.10-50mA D.100-200 mA E.200-500 mA 65.滤线器的作用(B)
A.滤除软X线 B.滤除散射线 C.限制照射野 D.滤除强度过大的射线 E.提高X线的穿透力 66.乳腺X线机的特点哪项不对(C)
A.kV较低 B.使用钼靶X线管 C.焦点较大 D.配用乳腺摄影专用支架 E.产生软X线 67.有效焦点的尺寸与成像质量的关系(A)
A.有效焦点尺寸越小,影像清晰度越高 B.有效焦点尺寸越大,影像清晰度越高
C.有效焦点尺寸越小,影像清晰度越低 D.有效焦点尺寸越大,影像清晰度越低
E.以上都不对
68.三极X线管的第三个极的作用是(C)
A.增加电子 B.协助产生X线 C.控制X线产生与停止 D.增加管电流 E.聚焦电子 69.灯丝变压器工作时,次极是(B)
A.电压低、电流小 B.电压低、电流大 C.电压高、电流小 D.电压高、电流大 E.以上都不对 70.高压发生装置的作用不包括(B)
A.产生并输出高压 B.产生并输出控制电路所需的各电压
C.产生并输出灯丝加热电压 D.完成X线管管位交换 E.完成对交流高压的整流
71.限时器的作用是(D)
A.控制管电压峰值 B.控制管电流峰值 C.控制电源电压峰值 D.控制曝光时间 E.控制电源频率 72.高频机中,逆变电路的作用是改变电源(D)
A.电压峰值 B.电流峰值 C.容量 D.频率 E.稳定性 73.CR是用(B)记录X线影像
A.胶片 B.IP板 C.增感屏 D.闪烁晶体探测器 E.以上都不对
74.注入造影剂后得到的影像称为(C)
A.蒙片 B.掩模像 C.充盈像 D.减影像 E.以上都不对 75.我国规定X线机的接地电阻应小于(D)
A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω E.5Ω 76.CT数据处理装置不包括(D)
A.前置放大器 B.对数放大器 C.模数转换器 D.计算机系统 E.多路转换器
77.第五代CT是(D)扫描方式
A.平移+旋转 B.旋转+旋转 C.静止+旋转 D.静止+静止 E.平移+平移 78.CT参考探测器的作用(C)
A.探测穿过人体后X线的强度 B.探测穿过人体前X线的强度
C.探测穿过水模后X线强度 D.进行Log校正 E.进行暗电流校正 79.下面对CT设备中X线管描述正确的是(A)
A.热容量高,扫描次数多 B.热容量高,扫描次数少 C.热容量低,扫描次数多 D.热容量低,扫描次数少 E.热容量可高可低
80.关于螺旋CT说法,哪个是错误的(C)A.有滑环 B.可以不用螺旋扫描 C. 扫描时扫描架要正转一周再反转一周D.曝光时床可以运动 E.扫描速度快 81.MR对下列哪种组织不敏感(A)
A.骨 B.脑组织 C.软组织 D.水 E.灰质 82.MR信号采集用(D)
A.胶片 B.探测器 C.IP板 D.线圈 E.影像增强器 83.关于MR,以下哪个说法错(C)
A.按用途分两大类:临床应用型和临床研究型 B.按磁场产生方式分三大类:永磁.常导.超导 C.永磁.常导.超导目前均广泛应用 D.研究型MR磁场强度在1.0T以上 E.超导型采用铌钛合金 84.梯度磁场作用(A)
A.对扫描数据进行空间定位 B.使主磁场均匀
C.协助主磁场产生更强大的磁场 D.发射射频 E.产生主磁场 85.永磁型磁共振设备梯度放大器输出电流与控制电压的关系是(A)
A.20A/V B.5A/V C.8A/V D.12A/V E.18A/V 86.属于核医学成像设备的是(A)
A.r相机 B.CR C.DR D.DSA E.CT 87.正电子与电子发生湮灭辐射时所发出的总能量为(D)KeV.
A.1022 B.2044 C.142 D.511 E.1024 88.超声波是一种(B)。
A.电磁波 B.机械波 C.合成波 D.电波 E.低频波 89.DSC是一种完整的(A)系统。
A.数字图像处理 B.数字减影 C.数字断层 D.数字X线 E.数字胃肠 90.临床医学系统主要工作目标不包括(A)
A.无须对医务人员提供医学知识服务与咨询业务 B.医技科室 C.自动信息的采集 D.建立知识库 E.病房 91.CT由(E)首次研制成功
A.日本人 B.荷兰人 C.美国人 D.德国人 E.英国人 92.核医学设备不包括(B)
A.γ相机 B.β相机 C.单光子发射型CT D.正电子发射型CT E.以上都不对
93.按主机功率分类,大型X线机的标称功率(C)
A.≥30kW B.≥40kW C.≥50kW D.≥60kW E.≥70kW 94.荧光屏铅玻璃一般具有(B)铅当量
A.1.0mm以上 B.1.5mm以上 C.2.0mm以上 D.2.5mm以上 E.3.0mm以上 95.X射线管灯丝的作用是(C)
A.加热 B.照明 C.发射电子 D.吸收二次电子 E.发出射线 96.X线管实际焦点一般为何种形状(A)
A.长方形 B.正方形 C.椭圆形 D.三角形 E.梯形 97.高压变压器的设计容量只需要最高输出容量的(C)
A.1/3~1/1 B.1/4~1/2 C.1/5~1/3 D.1/6~1/4 E.1/7~1/5 98.高压发生器内的整流装置多为(E)
A.二极管 B.电子管 C.场效应管 D.IGBT E.高压硅柱 99.单相全波整流的高压次级电路kV的脉动率可达(A)
A.100% B.13.4% C.8.9% D.3.4% E.1% 100.程控X线机是单片机控制的(A)
A.工频X线机 B.中频X线机 C.高频X线机 D.超高频X线机 E.以上都不是
101.高频机中,逆变电路的作用是改变电源(D)
A.电压峰值 B.电流峰值 C.容量 D.频率 E.稳定性 103.IP板在激光波长为(D)时,可以取得最大的激励光强度
A.200nm B.300nm C.400nm D.600nm E.800nm 104.kVp为125kV的X线机的机房防护应相当于(D)铅当量
A.0.5mm B.1.0mm C.1.5mm D.2.0mm E.2.5mm 105.高压插头与插座之间的填充物(A)
A.无水凡士林 B.松香 C.变压器油和松香混合物
D.酒精 E.无须填充 106.第一代CT是(A)扫描方式
A.平移+旋转 B.旋转+旋转 C.静止+旋转 D.静止+静止 E.平移+平移 107.螺旋CT中螺距指(A)
A.X线管旋转一周,扫描床水平位移 B.X线管旋转180度,扫描床水平位移 C.X线管旋转720度,扫描床水平位移 D.X线管旋转90度,扫描床水平位移 E.X线管旋转45度,扫描床水平位移 108.数据采集系统的构成不包括(D)
A.X线管 B.准直器 C.滤过器 D.计算机系统 E.探测器 109.对于一般单排CT而言,扫描厚度由(B)决定。A.探测器厚度 B.准直器宽度 C.探测器和准直器共同 D.过滤器 E.床移动的速度 110.CT参考探测器的作用(B)
A.探测穿过人体后X线的强度 B.探测穿过人体前X线的强度
C.探测穿过水模后X线强度 D.进行Log校正 E.进行暗电流校正 111.CT气体探测器是(A)A.氙气 B.氢气 C.氦气 D.氩气 E.氪气 112.MR对下列哪种组织不敏感(A)
A.骨 B.脑组织 C.软组织 D.水 E.灰质 113.磁场系统中能够使样品的磁化强度产生磁共振的系统是(C)
A.磁体 B.梯度线圈系统 C.发射线圈系统 D.接受线圈系统 E.匀场系统 114.核磁设备中主磁体重量大,由天然材料构成,不需要消耗电能的磁体指的是(A)A.永磁体 B.常导磁体 C.梯度磁场 D.超磁导体 E.射频磁场
115.MRI设备中,对产生的磁共振信号进行接收变成电信号的部分是(D)A.主磁场 B.梯度线圈 C.发射线圈 D.接收线圈 E.屏蔽线圈
116.梯度磁场作用(A)
A.对扫描数据进行空间定位 B.使主磁场均匀 C.协助主磁场产生更强大的磁场 D.发射射频 E.产生主磁场 117.超声探头的基本结构不包括(A)
A.显示器 B.换能器 C.壳体 D.吸收层 E.声透镜 118.EUB240超声成像设备由(D)个激励脉冲产生电路单元构成
A.10 B.8 C.12 D.16 E.11 119.在超声探头中产生超声的部分是(B)A.匹配层 B.压电振子 C.背衬块 D.声透镜 E.开关二级管
120.γ相机探头准直器不包括哪种类型(D)
A.高灵敏型 B.高分辨型 C.通用型 D.高灵敏高分辨型 E.低能通用性型
121.以下哪项是MRI设备的信息载体(B)
A.X线 B.电磁波 C.US波 D.γ射线 122.以下哪项不属于普通摄影X线机的结构(D)
A.遮线器 B.滤线器 C.点片架 D.胸片架
123.X线管灯丝是由(B)制成
A.铜 B.钨 C.钼 D.石墨
124.假设某一高压发生装置的最高输出容量是100kW,那么其设计容量最小可以是(B)
A.10kW B.20kW C.30kW D.40kW 125.教材中我国自行研制的程控X线机使用电的频率是(A)
A.50Hz B.60Hz C.5000Hz D.30000Hz 126.荧光屏接受X线照射发出(D)荧光
A.蓝色 B.蓝绿色 C.黄色 D.黄绿色 127.X线管的阳极靶面制作材料不包括(C)
A.钨 B.莱钨合金 C.无氧铜 D.钼
128.X线机机房的防护一般要求达到(C)铅当量
A.1mm B.1.5mm C.2mm D.2.5mm 129.X线机的一般维护不包括(D)
A.正确使用 B.日常维护 C.定期维护 D.简单故障维修
130.CR设备中的影像板一般用波长为(A)nm 的激光进行扫描 A.600 B.800 C.900 D.400 131.在DSA技术中将不含对比剂的图像称为(A)
A.掩模像 B.造影像 C.充盈像 D.减影像 132.GE8800这款CT设备属于(C)代CT A.一 B.二 C.三 D.四 133.三代CT的扫描方式是(B)
A.平移加旋转 B.旋转加旋转 C.静止加旋转 D.静止加静止 134.CT设备成像时在拉人体组织的正位三维组织二维像时X线管和探测器的位置是(A)
A.12点和6点 B.3点和9点 C.1点和7点 D.11点和5点 135.下列不属于CT设备探测器的是(D)
A.气体探测器 B.闪烁晶体探测器 C.稀土陶瓷探测器 D.压电振子 136.CT设备成像反映的人体组织的信息是(A)
A.衰减系数 B.T1 C.T2 D.质子密度 137.磁共振设备低场机的磁场强度是(A)T A.0.5以下 B.0.5-1.0 C.1.0-2.0 D.2.0-3.0 138.铌钛合金在零下(D)℃时电阻为零.A.80 B.90 C.160 D.270 139.永磁型磁共振设备产生主磁场所用的材料是(A)
A.天然磁性材料 B.铜导线 C.铁导线 D.铌钛合金 140.永磁型磁共振设备对磁共振信号接收所用的线圈是(A)
A.螺线管线圈 B.直导线线圈 C.平板正交线圈 D.马鞍型线圈 141.超导型磁共振设备产生X路梯度磁场所用的线圈是(D)
A.螺线管线圈 B.直导线线圈 C.平板正交线圈 D.马鞍型线圈 142.超声波在人体内是以(B)方式传播的
A.横波 B.纵波 C.柱面波 D.电磁波 143.超声探头利用压电振子的(A)来完成超声波的产生
A.逆压电效应 B.正压电效应 C.空化效应 D.温热效应 144.声学聚焦选择凸型声透镜的原则是(B)
A.C1/C2>1 B.C1/C2<1 C.C1/C2=1 D.C1/C2=3 145.EUB-240发射脉冲产生电路有(B)路。
A.12 B.16 C.24 D.20 146.EUB-240超声探头中压电振子的数量(B)
A.240 B.320 C.180 D.60 147.超声诊断中耦合剂的厚度(A)
A.<λ2 /4 B.>λ2 C.=λ2 D.3λ2/4 148.EUB240聚焦延时电路将一路输入信号变为(C)路输出信号 A.2 B.4 C.6 D.8 149、现阶段所用的SPECT设备中性价比最高的有(B)个探头。A.1 B.2 C.3 D.4 150、γ相机探头中最常用的准直器类型为(B)
A.针孔型 B.平行孔型 C.扩散孔型 D.汇聚孔型
151、有效焦点与实际焦点的关系(A)(θ为靶角)
A.有效焦点=实际焦点×sinθ B.有效焦点=实际焦点×cosθ C.有效焦点=实际焦点×tgθ D.有效焦点=实际焦点×ctgθ 152、.固定阳极X线管的最大缺点是(D)
A.瞬时负载功率大、焦点小 B.瞬时负载功率大、焦点大 C.瞬时负载功率小、焦点小 D.瞬时负载功率小、焦点大 153、高速旋转阳极X线管的阳极实际转速一般越为(B)
A.8700r/min,f=50Hz B.8500r/min,f=150Hz C.8700r/min,f=150Hz D.8500r/min,f=50Hz 154、阳极罩是由(B)制成。
A.黄铜 B.含钨粉的无氧铜 C.紫铜 D.铜合金 155、下列关于灯丝变压器说法错误的是(C)
A.次级绕组电位非常高 B.初级电压为100~220V,次级电压为5V~12V C.可以用普通用变压器替换已损坏的灯丝变压器 D.次级电流为8A~20A 156、实际焦点是指电子在靶面上轰击的(A)
A.面积
B.体积
C.长度
D.时间 157、诊断方面通常以X射线管的(B)来表示X射线的质。
A.管电流峰值
B.管电压峰值
C.管电压平均值 D.管电流平均值 158、X射线是一种波长极短,能量很大的(D)
A.电波 B.磁波 C.机械波 D.电磁波 159、X射线管的阳极靶面一般是由(D)制成
A.铁 B.铜 C.铝 D.钨 160、高压整流装置用于(A)
A.为X线管整流 B.为mA表整流 C.为电源整流 D.为限时电路整流 161、下面哪一项一定不是高压发生器的作用(D)A.提供球管高压 B.进行球管位置切换 C.为球管灯丝提供加热电压 D.产生X线 162、picker1200 CT探测器的数量(C)
A.60 B.120 C.1200 D.4000 163、Siments AR Star CT属于(A)
A.三代滑环CT B.四代CT C.三代多排CT D.三代往复式旋转CT 164、CT值的计算公式中所用的参考物质为(B)
A.气体 B.水 C.骨 D.灰质 165、CT设备中X线管散热多采用(C)
A.风冷 B.水冷 C.油循环+风冷 D.自然冷却 166、CT的探测器材料中不包括(D)
A.高压氙气 B.闪烁晶体 C.稀土陶瓷 D.压电晶体 167、永磁型磁共振的主磁场方向是(B)
A.水平的 B.垂直的 C.倾斜的 D.旋转的
168、在1.5T的主磁场中,磁场的均匀度为5ppm,则磁场偏差为(A)A.0.0075mT B.0.075mT C.7.5mT D.75mT 169、铌钛合金的超导材料需要放在(C)环境下才能达到超导状态。A.冰 B.干冰 C.液氦 D.液氮 170、永磁型磁共振主磁体温度保持在(D)
A.0℃ B.10℃ C.25℃ D.32.5℃ 171、磁共振设备中实现成像体素的空间定位和层面选择的是(B)
A.主磁场 B.梯度场 C.射频发射线圈 D.射频接收线圈 172、声波属于(C)
A.电磁波 B.机械横波 C.机械纵波 D.正弦波 173、超声探头的聚焦所用的声透镜利用超声的(B)原理 A.反射 B.折射 C.衍射 D.散射 174、诊断中应用最普遍的超声设备类型为(B)
A.A超 B.B超 C.M超 D.D超 175、超声设备的纵向分辨力与(A)有关。
A.超声频率 B.介质密度 C.声波速度 D.介质厚度 176、超生探头发射超声波利用的是(D)
A.电离作用 B.荧光效应 C.压电效应 D.逆压电效应 177.核医学设备中不包括(B)
A.γ相机 B.X线CT C.SPECT D.PET 178、PMT(光电倍增管)应用于我们学过的哪些电路,除了(D)A.X线机AEC电路中 B.CR读取装置中 C.SPECT探头中 D.超声探头中
二、名词解释(每题5分,共20分)
CR:即计算机X线摄影,使是用IP板记录X线图像,通过激光扫描,使存储信号转换为光信号,此光信号经光电倍增管转换成电信号,再经A/D转换后,输入计算机处理,形成高质量的数字图像。滑环技术:所谓滑环是用一个圆形宽带状封闭的铜条制成的同心环和一个碳刷代替电缆的一种导电结构,X线管和探测器安装在电动机的转子上,滑环与X线管,检测系统结合在一起,组成旋转部件。机架上的静止部分则利用优质电刷和旋转的滑环紧密接触,实现动静两部分的电路连接,即~。
多丝正室比:是一种气体探测器,可看作由许多独立的正比计算管组合而成,其基本结构是在两块平行的大面积金属板之间,平行排列许多条金属丝。
阳极特性曲线:是在一定的灯丝加热电流下,管电压与管电流之间的关系。
灯丝发射特性曲线:是在一定的管电压下,管电流与灯丝加热电流之间的关系。
PACS:是医学数字化图像的获取、存储、显示、传输系统。是近年来随着数字成像、计算机技术与网络技术的进步而迅速发展起来的,旨在全国实现医学图像的获取、显示、存储、传递一体化的数字化管理系统。主要由图像收集、存储、显示以及传输网络组成。超导体:某些物质的电阻在超低温下急剧下降为零,这些物质称为~。
X线管容量:是X线管在安全使用条件下,单词曝光或连续多次曝光而无任何损害时所能承受的最大负荷量。
瞬时负荷:曝光时间为数毫秒到数秒的单词摄影称为~。连续负荷:曝光时间为10s以上的透视称为~。散热率:单位时间内传递给介质的热量称为~。
热容量:X线管处于最大冷却率时,允许承受的最大热量。最高管电压:可加在X线管两极间的最高管电压峰值。
空载电流:当高压变压器空载时,初级绕组中有一很小的电流I0流过,该电流称为~。实际焦点:指靶面瞬间承受高速运动电子束的轰击面积,呈细长方形。有效焦点:是实际焦点在X线投射方向上的投影。
焦点増涨:在管电流增大时,电子束的电子数目增多,由于电子之间库伦力的作用,因此使焦点尺寸出现增大的现象,称为焦点増涨。飞焦点技术:是阴极发射的电子束在高速飞向阳极的过程中,被偏转线圈产生的偏转磁场改变了其垂直入射点。
空间电荷:灯丝后端发射出来的电子,由于电子之间相互排斥和灯丝的阻挡作用,因此这部分电子滞留在灯丝后面的空间,形成空间电荷。
声特性阻抗:平面自由行波在媒质中某一点的有效声压与通过该点的有效质点的比值。E=P*C,单位为瑞利(N*S/M3)(媒质密度*声速)。
正压电效应:在压电材料的一定方向上,加上机械力使其发生形变,压电材料的两个受力面上将产生符号相反的电荷。改变用力方向,电荷的极性随之变换。电荷密度与外加机械力成正比,这种因机械力作用引起表面电荷的效应称之为~。
逆压电效应:在压电材料的一定方向上施加电压,在电场作用下引起压电材料变形,电压方向改变,形变方向随之改变。形变与外加电压成正比,这种因电场作用而引起的形变的效应称为~。
B超:即B型超声成像设备,利用声速进行一维扫查,工作时探头不动而发射的超声束不断变动传播方向,即做平行移动或扇形转动,并用亮度(灰阶)表示,回波幅度大小,显示组织或器官的切面图。
多普勒效应:由于声源和接收器之间产生相对运动,使接收到的声波频率发生变化的现象。射频系统:RF系统包括发射RF磁场部分加接收RF信号部分。前者由发射线圈和发射通道组成,后者由接收线圈和接收通道组成。高压注射器:是能够确保在确定时间内按要求将对比剂注入血管,形成高对比度图像的仪器。分为压力型和流率型两种。
后处理:通过各种特殊处理(如灰阶变换,空间频率,动态范围压缩处理)为医生提供不同诊断目的和高诊断价值图像。
磁场漂移:受磁体附近铁磁性物质,环境温度或匀场电源漂移等因素的影响,磁场的均匀性和磁场强度也会发生变化,这就是常说的~,稳定性就是衡量这种变化的指标。Pitch:即螺距,X线管旋转一周时扫面床移动的时间。
像素:图像中包含的每个点或矩阵中的小单元,属性有位置,尺寸,灰度。磁饱和:磁场强度再增长,磁感应强度几乎不再增加了,这种现象称为磁饱和。
梯度磁场:在主磁场的基础上的一个外加磁场,使成像时感兴趣的人体段块收到的磁场强度产生细微差别,根据拉摸尔定律,人体组织在不同磁场强度下,其共振频率也不同,这就形成了根据梯度磁场变化达到空间定位的理论和实际应用基础。
直流逆变:将直流电压变换成某一频率的中频交流电的过程。
空间分辨率:在高对比度条件下,分辨微小物体的能力。波长:声波在介质中传播时,两个相邻同相位点之间的距离。
栅比:滤线栅铅条的高度与相邻铅条之间的距离之比。
栅的焦点:滤线栅中心两侧的铅条向中心倾斜一定的角度,将所有铅条沿倾斜方向延长,会聚成一条线,该线与滤线栅平面中心直线的焦点。滤线栅的焦距:滤线栅焦点F到其中心的垂直距离。栅密度:在滤线栅中每厘米距离范围内所排列铅条数
三、问答题(每题 分,共30分)
1.按影像信息的载体区分,影像诊断设备主要分几类?
答:①X线设备(含X-CT设备)②MRI设备③超声设备④核医学设备⑤热成像设备⑥光学成像设备
2.高压发生装置的组成、作用?
答:组成:高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插头和插座
作用:(1)把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍,再经整流,为X线管提供产生X线所需的支流高压;
2)把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低,为X线管提供加热电压;(3)如配有两只以上X线管,还要完成kV和灯丝加热电压的切换。3.简述超声成像的优点有哪些?
答:①有较高的软组织分辨力组织,实践表明只要有1%。的声阻抗差异,仪器就能检测出并显示其反射回波。目前,超声成像已能在近二十厘米的检测深度范同,获取优于1毫米的图像空间分辨力。
②具有高度的安全性 当严格控制声强低于安全阂值时,超声可能成为一种无损伤的诊断技术,对医务人员更是十分安全。
③实时成像 它能高速实时成像,可以观察运动的器官,并节省检查时间。④使用简便,费用较低,用途广泛。4.简述PACS系统的优点? 答:①便于图像传递和交流,实现图像数据共享;
②可在不同地方同时调阅不同时期和不同成像手段的多幅图像,并可进行图像的再处理,为开展远程影像诊断、综合影像诊断和多学科会诊提供了必要条件; ③采用大容量可记录光盘(CD-R)存储技术,实现了部分无胶片化,减少了胶片的使用量,降低了管理成本;
④简化了工作流程,提高了工作效率;
⑤改善了医生的工作模式,缩短了病人的候诊时间,降低了重拍概率,提高了服务质量;
⑥图文并茂,丰富了诊断报告内容;
⑦可对医疗设备的工作状态及工作量进行实时监控、管理,提高了设备的使用效率。
5.详细叙述CR与DR进行哪几方面的比较?
答:①成像原理,DR与CR均是将模拟量X线信息转换成数字信息,两者的区别
主要在于X线采集和图像转换方式的不同。②图像质量,(1)分辨力:目前CR的像素尺寸可达140μm,密度分辨力达10~12bit。DR探测器像素尺寸可达127μm,密度分辨力可达12~16 bit。(2)动态范围:CR和DR由于均采用数字技术,都有很大的曝光宽容度。(3)噪声:相比之下DR的信噪比比CR高得多。
③曝光剂量,DR曝光剂量约为CR的2/3左右。
④工作效率,CR系统输出单幅图像需几分钟,而DR系统在曝光完毕后,经过数秒钟就能看到图像。
⑤系统兼容性,CR比较好地解决了与原有X线机的系统兼容问题。DR与传统的X线装置不能兼容
⑥动态图像,目前平板探测器已能够输出动态图像,用于透视采集,使其应用范围扩大。
6.X线机的使用原则是?
答:①使用人员必须是经过专门培养,具有一定专业基础,熟悉机器结构和性能 ②使用者必须严格遵守;操作必须谨慎、熟练、正确,不可随心所欲,草率行事。③曝光前应根据室内温度情况和机器结构特点,确定适当的预热时间。④曝光过程中注意观察各种指示仪表,倾听电器机件的工作声音,以便及时发现故障。
⑤摄影曝光过程中,不得随意调节曝光参数调节旋钮。⑥严禁X线管超容量使用,并尽量避免不必要的曝光。7.简述相控阵探头与线阵探头的联系与区别? 答:①相探阵超声探头又称为相控电子扇扫探头,应用于相控阵扇形扫描超声诊断仪。它与线阵探头颇有相似之处,其一是所用换能器均是多元换能器阵列;其二是探头结构、材料和工艺亦相近,主要由换能器、阻尼垫衬、声透镜以及匹配层几个部分组成;
②不同之处也主要有两点:第一是相控阵探头中没有开关控制器,这是因为相控阵探头换能器中,各个振元基本上是同时被激励的,而不是像线阵探头换能器那样分组、分时工作的,因此,不需要用控制器来选择参与工作的振元。第二是相控阵探头体积和声窗面积都较小,这是因为相控阵探头是以扇形扫描方式工作的,其近场波束尺寸小,因此,它具有机械扇形扫描探头的优点,可以通过一个小的“窗口”,对一个较大的扇形视野进行探查。8.高频X线机的优点? 答:①病人的皮肤剂量低②输出剂量大③实时控制④高压发生器的体积小、重量轻⑤可实现超短时曝光⑥便于智能化 9.激光相机的主要特点?
答:①数字化②图像放大(或缩小)技术③自动窗口技术 ④多幅照相⑤激光相机始终保持标准的图像密度 10.CT的硬件发展趋势? 答:①加快扫描速度②提高图像质量③降低剂量④缩小体积⑤简化操作⑥提高工作效率