铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展研究意义 1

1.2铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展研究发展状况 1

1.2.1铝及铝合金铸轧成形研究发展状况 1

1.2.2铝合金裂纹扩展研究发展状况 4

1.3铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展数值方法及其研究发展状况 5

1.3.1元胞自动机法 5

1.3.2有限元法 7

1.3.3有限差分法 8

1.3.4分子动力学法 9

1.4本章小结 12

第2章 基于元胞自动机的铝铸轧微观数值模拟 13

2.1概述 13

2.2微观组织数值模拟的元胞自动机模型 14

2.2.1形核模型 14

2.2.2生长模型 15

2.2.3溶质扩散模型 18

2.2.4元胞自动机法的捕获法则 22

2.3基于元胞自动机的微观组织数值计算方法 23

2.3.1晶粒生长的数值计算方法 23

2.3.2微观组织形成的数值计算方法 25

2.3.3边界条件的确定及相对运动的处理 26

2.4程序方案设计 27

2.4.1晶粒生长的程序方案设计 27

2.4.2微观组织形成的程序方案设计 28

2.5基于元胞自动机的微观组织数值模拟 30

2.5.1基于元胞自动机的晶粒生长数值模拟 31

2.5.2基于元胞自动机的微观组织形成数值模拟 33

2.6本章小结 36

第3章 基于有限元的铝铸轧成形过程数值模拟 38

3.1概述 38

3.2铝铸轧成形过程数学模型及其求解 38

3.2.1铸轧成形过程数学模型的建立 38

3.2.2一些重要工艺参数的处理 43

3.2.3边界条件的确定 47

3.2.4数值计算 47

3.3铝铸轧成形过程数值模拟分析 48

3.3.1铸轧区流场、温度场、热应力场及热应变场 48

3.3.2铸轧辊辊套温度场与热应力场 49

3.4铝铸轧参数对铸轧过程的影响 51

3.4.1铸轧参数对铸轧区流场的影响 51

3.4.2铸轧参数对铸轧区温度场的影响 53

3.4.3铸轧参数对铸轧区热应力场的影响 56

3.4.4铸轧参数对铸轧区热应变场的影响 58

3.4.5铸轧参数对铸轧辊温度场的影响 60

3.4.6铸轧参数对铸轧辊热应力场的影响 62

3.5本章小结 65

第4章 基于损伤力学的铸轧辊辊套疲劳寿命研究 66

4.1概述 66

4.2损伤力学理论 67

4.2.1含损伤材料本构关系 67

4.2.2损伤演化方程 68

4.2.3理论理想疲劳曲线 69

4.2.4损伤参数确定 70

4.3裂纹形成与扩展的损伤力学方法 71

4.3.1疲劳损伤耦合理论 71

4.3.2损伤力学——有限元法 72

4.4辊套疲劳寿命预估 74

4.4.1辊套的应力场分析 74

4.4.2辊套疲劳寿命预测 77

4.5本章小结 79

第5章 基于有限差分的铸轧过程铸嘴型腔流动数值模拟 80

5.1概述 80

5.2铸轧过程铸嘴型腔熔体数学模型及其求解 80

5.2.1铸轧过程铸嘴型腔熔体数学模型 80

5.2.2铸轧过程铸嘴型腔熔体求解 89

5.3铸轧过程铸嘴型腔熔体流动与传热数值模拟 90

5.3.1铸嘴型腔熔体流动与传热分析 90

5.3.2铸轧参数对型腔流场出口速度、出口温度的影响 94

5.4铸嘴布流调节过程型腔熔体流动与传热数值模拟 102

5.4.1超薄供料型腔非定常流特点及其处理方法 102

5.4.2超薄供料型腔非定常流数学模型 103

5.4.3超薄供料型腔非定常流数值仿真分析 104

5.5本章小结 111

第6章 铝铸轧试验研究 112

6.1布流系统水模试验 112

6.1.1试验的基本准则 112

6.1.2试验方案及实施 114

6.1.3试验结果与分析 116

6.2铸轧过程试验及组织分析 119

6.2.1试验方法 119

6.2.2试验结果与分析 120

6.3本章小结 125

第7章 基于分子动力学的铝及铝合金裂纹扩展数值模拟 127

7.1概述 127

7.2分子动力学的基本原理和模拟方法 127

7.2.1分子动力学的基本原理 127

7.2.2 LAMMPS简介 135

7.3铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟 136

7.3.1不含孔洞的铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟 136

7.3.2含孔洞的铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟 140

7.4铝合金拉伸变形的分子动力学模拟 146

7.4.1 Al2Cu拉伸的分子动力学模拟 146

7.4.2含孔洞的Al2Cu拉伸的分子动力学模拟 153

7.5本章小结 159

第8章 基于有限元的铝合金细观结构响应及裂纹扩展数值模拟 161

8.1概述 161

8.2基于均匀化方法的铝合金细观结构响应分析 161

8.2.1铝合金细观结构的数学模型 161

8.2.2铝合金缺陷细观结构有限元建模 165

8.2.3结果与讨论 166

8.3铝合金裂纹扩展数值模拟 173

8.3.1模型的建立 173

8.3.2铝合金裂纹扩展过程中裂纹前缘应力场的数值模拟 174

8.3.3复杂载荷作用下裂纹扩展与分析 177

8.4本章小结 181

第9章 铝合金高温塑性变形条件下的变形机制 183

9.1概述 183

9.2 7050铝合金热处理 183

9.2.1试验材料与试验方案 183

9.2.2试验结果与分析 184

9.3 7050铝合金的热压缩试验 188

9.3.1试验材料与方法 188

9.3.2不同变形条件下7050铝合金真应力-真应变曲线 189

9.3.3热变形参数对7050铝合金流变应力的影响及流变应力本构方程 192

9.4高温塑性变形条件下7050铝合金微观组织的演化 196

9.4.1 7050铝合金微观组织特征 196

9.4.2 7050铝合金在不同变形程度下微观组织的演化规律 197

9.4.3 7050铝合金在不同变形温度下微观组织的演化规律 199

9.4.4 7050铝合金在不同应变速率下微观组织的演化规律 200

9.5本章小结 202

参考文献 203