金属成形科学与实践PDF电子书下载

第1章 引言——本书的纲要 1

参考文献 8

第2章 金属冷轧的表面精整和摩擦 9

2.1 引言 9

2.2 无润滑轧制 11

2.2.1 体积不变 12

2.2.2 体积变形 12

2.2.3 随机粗糙表面 18

2.3 混合润滑 19

2.3.1 模拟 20

2.3.2 实验方法 25

2.3.3 理论结果及其和实验的比较 26

2.3.4 其他实验结果 33

2.3.5 箔片轧制和硬化冷轧 33

2.3.6 热效应 35

2.4 显微塑性流体润滑（MPHL） 35

2.4.1 在混合润滑制度下的显微塑性流体润滑 36

2.4.2 蚀坑的显微塑性流体润滑 37

2.5 边界润滑 42

2.6 迁移层 44

2.7 结论 47

参考文献 47

第3章 金属成形中摩擦界面的观测 53

3.1 平板拉拔界面的观测 54

3.1.2 MPHL机理的直接观测法 55

3.1.1 直接观测仪器 55

3.1.3 MPHL的机理 57

3.1.4 在MPHL机理中摩擦系数与速度的关系 58

3.2 平板工具拉拔时接触面的直接观测 61

3.2.1 界面的直接观测 62

3.2.2 压力取决于摩擦系数 63

3.2.3 工件表面形貌的作用 66

参考文献 71

第4章 摩擦系数的检验 74

4.1 引言 74

4.2.1 摩擦机理 75

4.2 基本思想 75

4.2.2 黏附现象假设 77

4.2.3 界面相互作用的影响参数 77

4.2.4 摩擦系数的确定 78

4.2.5 润滑剂的应用 83

4.3 实验研究 87

4.3.1 设备和工序 87

4.4 平板轧制时的摩擦系数 88

4.4.1 铝合金板带的无润滑摩擦 88

4.4.2 边界添加剂润滑冷轧铝合金 90

4.4.3 冷轧带钢中使用润滑剂和乳化剂的比较 91

4.4.4 乳化液热轧铝合金 95

4.4.5 热轧板带 97

4.5 取决于工艺和材料的摩擦系数 97

参考文献 100

第5章 金属成形中的微观塑性流体动力润滑的研究 104

5.1 引言 104

5.2 实验研究 105

5.2.1 设备和基本程序 105

5.2.2 变形带材上的润滑剂印记 106

5.2.3 材料和过程参数对润滑剂流出的影响 107

5.2.4 小沟槽几何形状对润滑剂流出的影响 109

5.3 微塑性流体静态润滑的数学模型 117

5.4 总结 124

参考文献 125

第6章 金属板材成形的数值模拟 126

6.1 冲压的数值模拟——深拉杯形体 127

6.1.1 有限元网格 129

6.1.2 边界条件和接触处理 129

6.1.3 成形预报 131

6.2 显式与隐式公式 132

6.2.1 显式动态方法 132

6.2.2 静态隐式方法 133

6.2.3 隐式和显式方法的选择 134

6.3 金属板材本构特性的模拟 135

6.3.1 屈服轨迹 136

6.3.2 可成形性预报 142

6.4 带凸边件拉伸成形的模拟 145

6.5 铝合金焊接坯料的模拟 149

6.5.1 小尺寸TWB的模拟 150

6.5.2 大规格TWB的模拟 152

6.5.3 焊接区域的破坏预测 155

6.6 电磁成形模拟 158

6.6.1 EMF方程 159

6.6.2 电磁成形加工的有限元模拟 160

6.6.3 EM场的模拟 161

6.6.4 结构模拟 162

6.7 模拟成品的特性——抗凹陷性能 163

6.7.1 板材成形和凹陷的数值模拟 165

6.7.2 闭合板——内部面板的相互作用 168

6.8 概括和展望 169

参考文献 169

第7章 板材成形过程的几何和力学模型 177

7.1 前言 177

7.2 平面应力变形 179

7.3 单位宽度的力或“张力” 180

7.3.1 “不变张力”的假设 181

7.4 弯曲和反弯曲模型 182

7.5 支持软件 183

7.6 结论 185

8.1 引言 186

第8章 金属成形过程的模拟和优化 186

8.2 模拟和优化 187

8.3 金属的轧制 188

8.3.1 轧制力的预测 188

8.3.2 影响产品质量因素的分析 189

8.4 不锈钢的深冲 194

8.5 连续挤压 199

8.6 钙处理钢的无润滑转动 200

8.7 管液压成形的优化 201

8.7.1 液压成形的基本原理 201

8.7.2 液压成形过程模拟 202

8.7.3 参数优化 203

8.8 总结和结论 207

参考文献 208

第9章 热轧钢的数学模型 211

9.1 概述 211

9.2 热轧钢的微观组织演变C-M模型 212

9.2.1 热轧各阶段 212

9.2.2 模型输入 213

9.2.3 模型输出 214

9.2.4 计算步骤 215

9.2.7 铁素体晶粒尺寸 221

9.2.8 奥氏体转变为铁素体＋珠光体和贝氏体 221

9.2.5 冷却到卷曲过程中的相变 221

9.2.6 每单位体积有效的奥氏体表面积 221

9.2.9 相变奥氏体的析出 222

9.2.10 力学性能 223

9.3 讨论 223

参考文献 224

第10章 流变参数和摩擦参数的识别 226

10.1 逆方法 227

10.1.1 逆问题的定义 227

10.1.2 实验 229

10.1.3 直接问题 230

10.1.4 目标函数和最优化过程 232

10.1.5 两步逆算法 234

10.2.1 流变特性和摩擦特性的确定 238

10.2 结果 238

10.2.2 确定内部可变模型参数和摩擦特性 243

10.2.3 用不同的塑性模拟器模拟材料在轴对称压缩实验时的特性 249

10.2.4 用轴对称压缩法和平面应变压缩法确定材料特性 252

10.3 讨论 256

10.4 总论 257

参考文献 258

第11章 热轧中的氧化物行为 261

11.1 热轧时影响摩擦、传热和产品质量的因素 261

11.2 热拉伸试验过程中氧化物的断裂 264

11.2.1 试验技术 264

11.2.2 拉伸试验中氧化层的断裂模型和分离载荷的测量 265

11.3.1 氧化层断裂模型 269

11.3 数学模型 269

11.4 钢中成分变化的影响 274

11.4.1 氧化层增长和组织的比较 275

11.4.2 断裂模式的比较 278

11.5 在进入辊缝时氧化层断裂的分析 284

11.5.1 初始毛坯温度的影响 285

11.5.2 氧化层厚度的影响 288

11.5.3 用失速热轧试验校验模型预测值 290

11.6 在辊缝中氧化层的断裂 292

11.7 除鳞现象分析 295

11.7.1 液压除鳞 295

11.7.2 机械除鳞 295

参考文献 300

第12章 拉丝中的摩擦、润滑油和表面反应 303

12.1 基本概念 303

12.1.1 摩擦应力的特征 303

12.1.2 通过线材的表面分析确定摩擦状态 306

12.2 温度的影响 307

12.3 速度-温度的相互作用 310

12.4 工艺设计效果 311

12.4.1 润滑剂的选择 311

12.4.2 模具材料和模具锥角 312

12.4.3 连续拉拔作用 312

12.5 各种形状产品的拉拔 313

12.6 细屑的产生 314

参考文献 316

第13章 硬化冷轧和光整轧制的模拟及控制 318

13.1 简介 318

13.1.1 硬化冷轧和光整轧制的概念 318

13.1.2 原因 318

13.1.3 方法 319

13.2 辊缝的模拟 323

13.2.1 普通冷轧模型的失效 323

13.2.2 Fleck和Johnson的研究 324

13.2.3 复合模型 325

13.2.4 有限元模拟 325

13.2.5 有限元模型中的快速预测模型 329

13.3 轧制力模型 332

13.3.1 有限元 332

13.3.2 复合模型 333

13.4 模拟实验结论 344

13.5 过程控制 345

13.5.1 轧制前的调试 345

13.5.2 对轧制进行反馈控制 346

13.5.3 前、后张力 346

13.6 发展趋势 346

13.6.1 模拟和控制 346

13.6.2 硬化冷轧和张力平整 346

参考文献 347