金属塑性成形原理PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 金属塑性成形的特点及分类 1

一、金属的塑性、塑性成形及其特点 1

二、金属塑性成形的分类 2

第二节 金属塑性成形原理课程的目的和任务 3

第三节 金属塑性成形理论的发展概况 4

思考与练习 5

第二章 金属塑性变形的物理基础 6

第一节 金属冷态下的塑性变形 6

一、塑性变形机理 6

二、塑性变形的特点 10

三、合金的塑性变形 13

四、冷塑性变形对金属组织和性能的影响 16

第二节 金属热态下的塑性变形 19

一、热塑性变形时的软化过程 19

二、热塑性变形机理 25

三、双相合金热塑性变形的特点 26

四、热塑性变形对金属组织和性能的影响 27

第三节 金属的超塑性变形 31

一、超塑性的概念和种类 31

二、细晶超塑性变形力学特征 33

三、影响细晶超塑性的主要因素 34

四、超塑性变形时组织的变化和对力学性能的影响 36

五、超塑性变形机理 38

第四节 金属在塑性加工过程中的塑性行为 39

一、塑性的基本概念和塑性指标 40

二、金属的化学成分和组织对塑性的影响 41

三、变形温度对金属塑性的影响 46

四、应变速率对金属塑性的影响 47

五、变形力学条件对金属塑性的影响 51

六、其他因素对金属塑性的影响 54

七、提高金属塑性的基本途径 56

思考与练习 56

第三章 金属塑性变形的力学基础 58

第一节 应力分析 58

一、外力和应力 58

二、点的应力状态 61

三、张量和应力张量 62

四、主应力、应力张量不变量和应力椭球面 65

五、主切应力和最大切应力 68

六、应力偏张量和应力球张量 70

七、八面体应力和等效应力 72

八、应力莫尔圆 73

九、应力平衡微分方程 77

第二节 应变分析 79

一、位移和应变 80

二、点的应变状态和应变张量 85

三、塑性变形时的体积不变条件 87

四、点的应变状态与应力状态相比较 88

五、小应变几何方程 91

六、应变连续方程 92

七、应变增量和应变速率张量 93

八、塑性加工中常用的变形量计算方法 97

九、有限变形 98

第三节 平面问题和轴对称问题 101

一、平面应力问题 101

二、平面应变问题 102

三、轴对称问题 103

第四节 屈服准则 105

一、屈服准则的概念 105

二、屈雷斯加（H.Tresca）屈服准则 106

三、米塞斯（Von.Mi8es）屈服准则 107

四、屈服准则的几何描述 110

五、屈服准则的实验验证与比较 113

六、应变硬化材料的屈服准则 116

第五节 塑性变形时应力应变关系（本构关系） 117

一、弹性变形时应力应变关系 118

二、塑性变形时应力应变关系的特点 119

三、增量理论 121

四、全量理论 125

五、应力应变顺序对应规律 127

六、屈服椭圆图形上的应力分区及其与塑性成形时工件尺寸变化的关系 129

七、卸载问题 132

第六节 真实应力－应变曲线 133

一、基于拉伸实验确定真实应力－应变曲线 134

二、基于压缩实验和轧制实验确定真实应力－应变曲线 137

三、真实应力－应变曲线的简化形式及其近似数学表达式 139

四、变形温度和变形速度对真实应力－应变曲线的影响 140

思考与练习 140

第四章 金属塑性成形中的摩擦 147

第一节 金属塑性成形中摩擦的特点和影响 147

一、金属塑性成形中摩擦的特点 147

二、摩擦对塑性成形过程的影响 147

第二节 塑性成形中摩擦的分类及机理 149

一、塑性成形中摩擦的分类 149

二、摩擦机理 150

一、金属的种类和化学成分 151

第四节 影响摩擦系数的主要因素 151

二、常摩擦力条件 151

一、库伦摩擦条件 151

第三节 描述接触表面上摩擦力的数学表达式 151

二、工具的表面状态 152

三、接触面上的单位压力 152

四、变形温度 152

五、变形速度 153

第五节 测定外摩擦系数的方法 153

第六节 塑性成形中的润滑 154

一、塑性成形中对润滑剂的要求 154

二、塑性成形中常用的润滑剂 154

三、润滑剂中的添加剂 156

四、热挤压时的摩擦系数 157

三、冷拉延时的摩擦系数 157

五、热轧时的摩擦系数 157

四、塑性成形时的润滑方法 157

二、磷化处理后冷锻时的摩擦系数 157

一、热锻时的摩擦系数 157

第七节 不同塑性成形条件下的摩擦系数 157

六、拉拔时的摩擦系数 158

思考与练习 158

第五章 塑性成形件质量的定性分析 159

第一节 概述 159

一、原材料及塑性成形过程中常见的缺陷类型 159

二、塑性成形件质量分析的一般过程及分析方法 160

一、塑性成形件中的空洞 161

第二节 塑性成形件中的空洞和裂纹 161

二、塑性成形件中的裂纹 163

三、塑性成形件中裂纹分析实例 167

第三节 塑性成形件中的晶粒度 168

一、晶粒度的概念 168

二、晶粒大小对力学性能的影响 169

三、影响晶粒大小的主要因素 170

四、细化晶粒的主要途径 171

五、锻件粗晶分析实例 172

第四节 塑性成形件中的折叠 173

一、折叠特征 173

二、折叠的类型及其形成原因 173

一、拉伸失稳 177

第五节 塑性加工中的失稳 177

二、压缩失稳 180

思考与练习 185

第六章 主应力法及其应用 186

第一节 概述 186

第二节 主应力法的基本原理 186

第三节 几种金属流动类型变形力公式的推导 187

一、平面应变镦粗型的变形力 187

二、平面应变挤压型的变形力 190

三、轴对称镦粗型的变形力 191

四、轴对称挤压型的变形力 192

一、在体积成形中的应用 194

第四节 主应力法在塑性成形中的应用 194

二、在板料成形中的应用 199

第五节 关于接触表面上的摩擦切应力及其对正压应力分布的影响 203

思考与练习 204

第七章 滑移线场理论简介 206

第一节 塑性平面应变状态下的应力莫尔圆与物理平面 206

第二节 滑移线与滑移线场的基本概念 207

第三节 滑移线场的应力场理论 208

一、滑移线的主要特性 208

二、滑移线场的建立 210

第四节 滑移线场的速度场理论 214

一、盖林格尔（H.Geiringer）速度方程 214

二、速度间断 215

三、速度矢端图（速端图） 216

第五节 滑移线场理论在塑性成形中的应用举例 218

一、平冲头压入半无限高坯料 218

二、平砧横镦圆断面轴 221

第六节 滑移线场的矩阵算子法简介 224

一、矩阵算子法的发展概述 224

二、矩阵算子法的基本原理 224

思考与练习 228

第八章 上限法及其应用 230

第一节 概述 230

第二节 虚功原理与基本能量方程式 231

第三节 最大散逸功原理 233

一、下限定理 235

第四节 上、下限定理 235

二、上限定理 236

第五节 上限法的解题步骤和应用实例 237

一、解题步骤 237

二、应用实例 238

第六节 上限元技术（UBET）及应用举例 245

一、变形基元环的规范化和划分 245

二、标准基元环速度场的规范化 246

三、上限功率的计算 250

四、基元环边界法向速度的确定及上限解的优化 254

五、上限元技术应用实例 254

思考与练习 258

第一节 概述 260

第九章 刚塑性有限元法及其应用 260

第二节 连续体的离散化 261

第三节 单元的几何特性 262

一、位移模式和形状函数 263

二、应变矩阵和几何矩阵 267

第四节 载荷向节点的移置 270

第五节 刚塑性有限元法 271

一、拉格朗日乘子法 272

二、体积可压缩法 278

三、罚函数法 283

四、计算中若干技术问题的处理 285

五、刚塑性有限元法在塑性成形中的应用 291

思考与练习 295

第十章 塑性成形过程的物理模拟 296

第一节 相似理论在塑性成形模拟实验中的应用 296

第二节 关于塑性变形的模拟材料 297

第三节 模拟实验基本方法 298

一、网格法 298

二、云纹法 299

第四节 成形极限图（FLD）及其在板料冲压生产或模拟实验中的应用 303

一、用网格技术制作成形极限图 303

二、成形极限图在板料成形中的应用 303

思考与练习 305

参考文献 306