上限法在塑性加工工艺中的应用PDF电子书下载

第一章 上限法的理论基础 1

1.1 基本概念 3

1.1.1 密赛斯（Mises）材料 3

1.1.2 位移面、力面 4

1.1.3 运动学许可速度不连续面 4

1.1.4 运动学许可位移场、速度场 5

1.1.5 静力学许可应力场 5

1.1.6 变量（Variable）或参数（Parameter） 5

1.2 基本原理 6

1.2.1 功的平衡原理 6

1.2.2 虚功原理 7

1.2.3 变分极值原理 7

1.3 精确解与上限解 11

1.3.1 精确解必须满足的条件 11

1.4.1 上限法的解题步骤与应用 18

1.3.2 上限解对精确解必须满足条件的放松 18

1.4 上限法解题步骤 18

1.4.2 变形流动模式与运动学许可速度场的设计 19

1.4.3 运动学许可速度场的数学表达 22

1.4.4 塑性变形时功率消耗的计算 26

第二章 上限法主要解题方法的分类与应用原理 31

2.1 整体上限分析法 31

2.1.1 在平行平板间镦粗圆柱体 31

2.1.2 在平行平板间镦粗板条 31

2.1.3 通过轴对称锥形模的正挤压 31

2.1.4 宽板坯挤过锥形收敛模 32

2.1.5 杯形件反挤压和轴对称复合挤压 32

2.1.6 形状简单的长轴类锻件的开式模锻 32

2.2 基元技术 33

2.1.7 顶镦 33

2.1.8 形状复杂零件的锻压 33

2.2.1 矩形基元技术 34

2.2.2 圆柱基元技术 37

2.2.3 矩形基元技术的进一步规范化 44

2.3 上限元技术 49

2.3.1 矩形基元的速度场与功率计算 50

2.3.2 三角形基元的速度场与功率计算 57

2.3.3 上限元法应用举例 63

2.4 变换法 66

2.4.1 坐标变换后的不连续速度场和速端图 66

2.4.2 消耗功率的计算 67

2.4.3 坐标变换法应用举例 69

2.5 流函数法 73

2.5.1 流线与流函数概念 74

2.5.2 通过余弦曲线凹模平面变形正挤压过程分析 75

2.5.3 三维成形动可容速度场举例 77

第三章 上限法在塑性加工工艺中的应用 82

3.1 塑性加工工步的力能分析 82

3.1.1 镦粗、拔长与压入 82

3.1.2 正挤压 94

3.1.3 轴对称复合挤压与管材拉拔 99

3.1.4 反挤压 104

3.1.5 积极摩擦反挤压 115

3.1.6 长轴类零件模锻 127

3.1.7 轴对称零件模锻 134

3.1.8 轧制与辊锻 142

3.2 塑性加工时金属的流动与变形分析 146

3.2.1 圆环镦粗时金属流动的上限分析及其应用 146

3.2.2 环形件闭式模锻时金属流动的上限分析 155

3.2.3 环形件自由浮动凹模闭式模锻时金属流动的上限分析 163

3.2.4 锻造圆形盖板时金属流动的上限分析 168

3.2.5 锥形凹模挤压时流线与应变的计算 172

3.2.6 轧制的变形分析 180

3.3 塑性加工时工具接触面上的压力分布 184

3.3.1 虚拟单元法的基本原理 184

3.3.2 镦粗时工具接触面上的压力分布 186

3.3.3 反挤时工具接触面上的压力分布 187

3.3.4 复合挤压时工具接触面上的压力分布 188

3.4 塑性加工工艺参数及模具的优化设计 191

3.4.1 挤压和拉拔时工艺参数的优化 191

3.4.2 开式模锻工艺参数的优化 195

3.4.3 六角螺母闭式模锻时合理尺寸的确定 198

3.4.4 翻管时的最佳圆环面半径和管厚 200

3.4.5 深拉延成形模模具形状及尺寸的优化 201

3.4.6 由圆坯料挤压多边形截面工件时模具的优化设计 204

3.5 锻件坯料形状与尺寸的优化 208

3.5.1 由锻件图绘制速端图反算坯料形状和尺寸 208

3.5.2 轴对称环形件开式模锻时坯料尺寸的确定 215

3.6 塑性加工缺陷分析 221

3.6.1 条料锻造时发生中心开裂的可能性 221

3.6.2 反挤压（冲击挤压）缺陷分析 225

3.6.3 锥形收敛模挤压的缺陷分析 234

3.6.4 杯杆件复合挤压中心缩孔分析 237

3.7 塑性变形温度分布的预测 242

3.7.1 平面变形时温度上升及分布的预测 243

3.7.2 轴对称挤压时的温度分布 246

3.8 摩擦、磨损机理分析 249

3.8.1 摩擦机理分析 249

3.8.2 磨损机理分析 253

3.9 上限法在塑性加工CAS、CAD中的应用 257

3.9.1 轴对称塑性变形的上限元法模拟 258

3.9.2 平面应变锻造过程载荷和流动的上限元法模拟 267

3.9.3 用上限元法建立模具CAD程序系统 271

3.9.4 上限法在挤压模CAD中的应用 273

第四章 上限法应用的若干问题 275

4.1 解平面变形问题时三角形单元的划分 275

4.1.1 用单排三角形速度场求矩形断面长条料镦粗的上限解 275

4.1.2 对矩形断面长条料镦粗上限解的分析 277

4.1.3 单排速度场最小上限解与其它解法的比较 279

4.1.4 小结 280

4.2 关于利用上限元法分析应变和应力的精确程度问题 281

4.2.1 利用矩形单元求解轴对称镦粗问题时的基本公式 281

4.2.2 在不同摩擦条件下镦粗圆柱体时的变形力和应变分布 283

4.2.3 由应变分布求应力分布 285

4.2.4 单元数对上限元解的影响 290

4.2.5 上限元法与整体上限分析法的比较 290

4.2.6 结果分析与结论 291

4.3 关于速度场与解题方法 292

4.3.1 解各类问题时使用的运动学可能速度场 292

4.3.2 解题方法与速度场 295

4.4 上限法与滑移线法的一致及其相互补充 296

4.4.1 解平面变形问题时上限法与滑移线法的一致 296

4.4.2 利用上限法与滑移线法的一致扩大两种解法的应用 297

4.4.3 小结 300

4.5 上限法应用小结 300

4.5.1 上限法特点 300

4.5.2 今后上限法应用研究的内容 301

参考文献 302