金属塑性变形理论PDF电子书下载

目录译者的话苏联Е．П．翁克索夫院士及Е．А．波波夫教授为中译本写的序英国W．约翰逊教授为中译本写的序日本国立横滨大学工藤英明教授为中译本写的序前言绪论 1

1．金属力学性能及其数学模型 7

1.1 固态物质 7

1.2 固体的数学模型 7

1.3 金属的结构与性能 10

1.4 固体数学模型与机械制造业中实际所用材料性能的比较 13

1.5 金属在塑性加工过程中所产生的不均匀性 17

1.6 因中子辐射所产生的塑性不均匀性 20

1.7 结论 21

参考文献 22

2．金属变形 23

2.1 弹性变形 23

2.2 塑性变形 25

2.3 温度对金属性能的影响 29

2.4 温度对真实应力-应变曲线的影响 30

2.5 应变速率对塑性和屈服应力的影响 32

2.6 超塑性 35

2.7 外摩擦和接触应力 36

参考文献 43

3．金属成形性的判据 44

3.1 大塑性变形过程中破坏的唯象学模型 44

3.2 破坏模型的应用举例 50

3.3 冷变形后退火过程中塑性储备量的恢复 55

3.4 热变形条件下金属的成形性 62

参考文献 67

4.1 单元的基本特点 69

4.1.1 单元的划分 69

4．非线性有限元 69

4.1.2 位移函数 70

4.1 应变速率与转动 71

4.1.4 变形自由度 73

4.1.5 一些单元的特性 73

4.2 弹塑性有限元概述一平面应变解 78

4.2.1 单元刚度 78

4.2.2 单元组合 83

4.2.3 边界条件 84

4.2.4 矩阵方程的解与增量 85

4.2.5 弹塑性转换过程 86

4.2.8 某些具有实际意义的问题 86

4.3.1 弹塑性矩阵〔D？〕的推导 88

4.3 弹塑性变形的有限元理论 88

4.3.2 利用虚功原理确定节点力 92

4.3.3 利用变分原理推导刚度矩阵 94

4.3.4 有限变形理论 95

4.4 刚塑性变形的有限元法 98

4.4.1 刚塑性有限元分析的概述 98

4.4.2 马尔可夫变分原理 99

4.4.3 优化的方法 102

4.4.4 变形区的应力计算 103

4.4.5 刚塑性有限元的若干问题 108

4.5 有限元在模锻中的应用 110

4.5.1 在应用有限元法中出现的若干问题 110

4.5.2 成形工艺的分析结果 113

参考文献 116

5.1 滑移线法的若干理论基础 120

5．滑移线场理论及其应用（滑移线法） 120

5.1.1 应变速率 123

5.1.2 平衡方程与虚功方程 124

5.1.3 最大散逸功原理 126

5.1.4 极值定理 128

5.1.5 塑性平面应变问题的理论基础 129

5.1.6 滑移线的某些性质 133

5.1.7 速度矢端曲线图（速度场） 135

5.1.8 对刚塑性变形问题完全解的要求 136

5.1.9 各向异性金属材料的平面塑性流动 139

5.1.10 平面应力状态下的滑移线法 143

5.2 某些工艺问题的滑移线解法 149

5.2.1 平面应变状态下拉拔问题 153

5.2.2 正挤压 160

5.2.3 反挤压 162

5.2.4 侧向挤压 164

5.2.5 压入半无限体的问题 164

5.2.6 截断与延伸 168

5.2.7 压缩 169

5.2.8 弯曲 171

5.2.9 金属切削 173

5.2.10 轧制 175

5.3 建立滑移线场的矩阵算子法 176

5.3.1 滑移线特征方程 177

5.3.2 曲率半径 177

5.3.3 移动坐标 178

5.3.4 速度方程 179

5.3.5 表示曲率半径级数的分解 180

5.3.6 亨盖第二定理 181

5.3.7 任意点曲率半径通用形式 183

5.3.8 中心扇形场和四边形网络 184

5.3.9 矩阵算子 187

5.3.10 矩阵算子恒等式 189

5.3.11 滑移线坐标的确定 189

5.3.12 作用在滑移线上的力的确定 190

5.3.13 解题方法 192

5.3.14 直接型解法 193

5.3.15 间接型解法 193

5.3.16 矩阵算子法用于求解直接型问题 194

5.3.17 矩阵算子法用于求解间接型问题 196

5.3.18 结论 205

参考文献 206

6．变分法（能量法） 214

6.1 斜角坐标系张量计算基础知识 215

6.2 连续介质力学方程 225

6.3 金属压力加工力学边值问题的提出 237

6.4 虚速度和应力原理及变分方程 240

6.5 虚速度和应力原理泛函的极小性质 249

8.6 金属压力加工力学问题解的唯一性 252

6.7 虚位移及应力原理 257

6.8 范例 261

6.8.1 求解三维流动问题的变分方法 263

6.8.2 一般三维流动情况下应力场的计算 266

6.8.3 等边平行六面体的锻造 269

6.8.4 圆柱体锻造 271

6.8.5 间断解 276

8.8.8 平板对不动平刚性障碍物的冲击 280

参考文献 281

7．上限法 282

7.1 方法的概述 283

7.2 上下限法的发展历史及其应用情况 288

7.3 上限定理与下限定理 294

7.3.1 非粘态刚塑性材料的拟稳定塑性变形 294

7.3.2 涉及有关工具与毛坯接触表面间的若干问题 296

7.3.3 非粘性材料的变形动力学问题 297

7.3.4 粘性材料的准静态变形 299

7.3.5 多孔材料的塑性变形 302

7.3.6 对形变强化材料应用上限定理的评述 302

7.3.7 与自由流动有关的若干问题 304

7.4.1 平行速度场 307

7.4 平面应变问题 307

7.4.2 刚性三角形构成的速度场 309

7.4.3 向心速度场 314

7.4.4 流函数法 315

7.4.5 镦粗毛坯侧表面产生鼓形畸变时的速度场 318

7.4.6 某些下限解的介绍 320

7.4.7 优化的若干方法 321

7.5 轴对称变形 322

7.5.1 平行速度场及其结构 323

7.5.2 平移变形条件内刚性三角形构成的速度场及其速度图 326

7.5.3 向心流动速度场 326

7.5.4 流函数法在分析稳塑性流动问题时的应用 327

7.5.5 短圆柱及圆环镦粗 329

7.6.1 受限稳定变形过程 331

7.5.6 有关问题的下限解 331

7.6 三维变形问题 331

7.6.2 部分受限的稳定变形过程问题 332

7.6.3 三维非稳态变形 332

7.7 结论 333

参考文献 337

8．下限法 344

8.1 球形厚壁容器受内压作用时的塑性变形 344

8.2 均匀内压作用下的厚壁管问题（平面应力状态） 345

8.3 均匀内压作用下的厚壁管问题（平面应变状态） 349

8.4 粗糙平行平板间板条的压缩（勃兰特问题） 351

8.5 金属在楔形槽中的流动（平面应变问题） 354

8.6 确定单位变形力的近似方法 357

8.7 塑性条件的线性化 359

8.8 板条在平行平板间压缩时变形力的近似计算方法 364

8.9 板条在两非平行平板间的压缩（平面应变问题） 365

8.10 板条在粗糙的Ⅴ型锤头与砧座间的压缩（平面应变问题） 368

8.11 平面应变挤压 370

8.12 圆柱体毛坯在粗糙平行平板间的镦粗 374

8.13 开式冲孔 378

8.14 轴对称状态下的挤压 379

8.15 圆棒料的挤压 380

8.16 中空圆柱形工件的反挤 384

8.17 体积模锻 385

参考文献 391

9．实验方法 393

9.1 模拟问题 393

9.2 点式（销钉式）传感器法 395

9.3 偏振光法 398

9.4 网格法 409

9.5 云纹法 417

9.6 光塑性法 426

9.7 光学敏感涂层法（光敏涂层法） 451

9.8 利用云纹条纹和光敏涂层的复合法 456

参考文献 461

10．板料冲压 463

10.1 变形条件 464

10.2 考虑基本因素影响的方法 472

10.2.1 平衡方程 473

10.2.2 用于板料冲压工序的屈服方程 476

10.2.3 塑性状态与平衡方程的解 479

10.2.4 考虑形变硬化 482

10.2.5 变形过程中毛料厚度变化的考虑 486

10.2.6 弯曲的考虑 490

10.3 板料冲压工序的分析 499

10.3.1 用平板拉深杯形件 500

10.3.2 筒形件的以后各次拉深工序 517

10.3.3 锥形凹模的缩口 524

10.3.4 变薄拉深 527

参考文献 535

11．冷挤压技术 536

11.1 一般概念 538

11.2 毛坯 539

11.3 金属流动过程力学 541

11.4.1 挤压时单位变形力的图解曲线 542

11.4 单位挤压变形力 542

11.4.2 挤压系数的影响 543

11.4.3 凹模曲面形状的影响 544

11.4.4 凸模形状的影响 547

11.4.5 毛坯直径的影响 548

11.4.6 毛坯长度的影响 548

11.4.7 变形速度的影响 550

11.5 润滑 551

11.6 毛坯化学成分和组织的影响 553

11.7 单位挤压力的确定 554

11.8 复合正反挤压 559

11.9 缩径 561

11.10 由板坯挤压小型件 562

11.11 顶镦 563

11.12 制坯工序 566

11.13 挤压时的温度 568

11.14 制件顶出 570

11.15 挤压件性能 571

11.15.1 尺寸 571

11.15.2 表面粗糙度 572

11.15.3 力学性能 573

11.16 挤压模具 576

11.16.1 材料 576

11.16.2 凸模 578

11.16.3 套筒和凹模 579

参考文献 582

结束语 586

名词术语索引 588