現(xiàn)代塑性加工力學是應用現(xiàn)代的數學—力學方法來求解塑性加工中的力能參數、變形參數和應力應變在工件內的分布以及與此有關的其它問題。本書主要內容包括泛函、張量分析等數學基礎;變形力學方程;塑性變分原理;能量法;有限元法基礎;彈-塑性有限元法、剛-塑性有限元法、黏-塑性有限元法;塑性加工中的應力場、溫度場等。
通過該書的學習,可以掌握現(xiàn)代塑性加工力學的基本理論、基本方法,使讀者具備材料加工更深層次的理論基礎,為進入相關研究提供必要理論。
本書適合材料科學與工程專業(yè)高年級本科生、研究生以及從事材料加工工程的科研和
1 塑性加工力學問題的求解方法
1.1 初等解析法
1.1.1 均勻變形功法
1.1.2 滑移線場方法
1.1.3 上界元方法
1.1.4 流函數法
1.1.5 希爾法
1.2 近現(xiàn)代求解方法
1.2.1 攝動法
1.2.2 有限差分法
1.2.3 里茲法
1.2.4 加權余量法
1.2.5 邊界元法
1.2.6 有限元法
2 泛函分析基礎
2.1 集合及其運算
2.1.1 集合的概念
2.1.2 集合的運算
2.1.3 集合的運算性質
2.2 勒貝格積分
2.2.1 勒貝格測度
2.2.2 可測函數
2.2.3 勒貝格積分的概念與性質
2.3 常用不等式
2.3.1 積分不等式
2.3.2 序列型不等式
2.4 正交與正交分解
2.5 內積空間的標準正交系
3 變分法
3.1 泛函的概念
3.2 變分及其特性
3.2.1 泛函的自變函數的變分
3.2.2 泛函的變分
3.3 泛函的極值條件
3.4 變分法的基本預備定理和歐拉方程
3.5 在約束條件下泛函的極值——條件極值問題的變分法
3.6 泛函極值問題的幾種近似算法
3.6.1 里茲法
3.6.2 康托羅維奇法
4 求和約定和張量運算
4.1 求和約定
4.2 張量及其性質
4.3 張量的運算規(guī)則
5 變形力學方程
5.1 靜力方程和幾何方程
5.1.1 靜力方程
5.1.2 幾何方程
5.2 屈服條件
5.3 等效應力、等效應變和等效應變速率
5.4 變形抗力模型
5.5 塑性狀態(tài)下的本構關系
5.5.1 彈性狀態(tài)下的本構關系
5.5.2 關于Dmcker公設和最大塑性功原理
5.5.3 關于加載和卸載
5.5.4 增量理論
5.5.5 全量理論
6 塑性變分原理
6.1 塑性加工力學邊值問題的提法
6.1.1 方程組
6.1.2 邊界條件
6.2 虛功(功率)原理
6.2.1 存在應力間斷面的虛功率原理
6.2.2 存在速度間斷面的虛功(功率)原理
6.3 剛-塑性材料的變分原理
6.3.1 剛-塑性材料的第一變分原理
6.3.2 剛-塑性材料完全的廣義變分原理
6.3.3 剛-塑性材料不完全的廣義變分原理
6.3.4 剛-塑性材料的第二變分原理
6.4 剛-黏塑性材料的變分原理
6.5 彈-塑性硬化材料的變分原理
6.5.1 全量理論的變分原理
6.5.2 增量理論的最小勢能和最小余能原理
7 應用能量法解壓力加工問題
7.1 平面變形鍛壓矩形坯
7.1.1 邊界條件
7.1.2 位移函數的選擇
7.1.3 a和工件外形的確定
7.1.4 實驗驗證
7.1.5 變形力的計算
7.2 用平錘頭帶外端鍛壓
7.2.1 假設條件
7.2.2 速度場的確定
7.2.3 確定待定參數a
7.2.4 確定p/ó
7.3 鐓粗正多邊形棱柱體
7.4 平面變形剪切壓縮
7.5 帶外端平面變形壓縮厚件時變形力的確定
7.6 三維軋制問題
7.6.1 小林史郎的工作
7.6.2 加藤和典的工作
7.7 應用流函數建立運動許可速度場
7.7.1 流函數的概念
7.7.2 平面變形和軸對稱變形的定常塑性成型過程
7.7.3 三維定常變形的塑性成型過程
7.7.4 棱柱體的鐓粗
8 等參單元和高斯求積法
8.1 三角形線性單元
8.2 矩形雙線性等參單元
8.3 任意四邊形等參單元
8.4 八結點曲邊四邊形等參單元
8.5 三維等參單元
8.6 高斯求積法
8.6.1 一維插值求積法
8.6.2 一維高斯求積法
8.6.3 高維時的高斯求積法
9 彈-塑性有限元法
9.1 彈性有限元法簡單引例
9.2 彈性有限元法
9.2.1 單元剛度矩陣
9.2.2 整體剛度矩陣
9.2.3 整體剛度矩陣的修正
9.2.4 等效結點力和載荷列陣
9.2.5 計算步驟及注意事項
9.3 彈-塑性矩陣
9.4 彈-塑性有限元的變剛度法
9.5 彈-塑性有限元的初載荷法
9.5.1 初應力法
9.5.2 初應變法
9.6 殘余應力和殘余應變的計算
10 剛-塑性有限元法
10.1 剛-塑性有限元法概述
10.2 拉格朗日乘子法
10.3 體積可壓縮法
10.4 罰函數法
10.5 剛-塑性有限元法計算中的若干技術問題
10.5.1 初始速度場
10.5.2 關于收斂判據
10.5.3 剛-塑性區(qū)分界的確定
10.5.4 奇異點的處理
10.5.5 摩擦條件
10.6 例題——帶外端鍛壓矩形件
11 其他有限元法
11.1 黏-塑性有限元法
11.1.1 彈-黏塑性有限元法
11.1.2 剛-黏塑性有限元法
11.2 大變形彈-塑性有限元法
11.3 能量法與剛-塑性有限元法相結合的方法
參考文獻