本書為高等教育“十三五”規(guī)劃教材，作者結(jié)合常用材料成形方法（鑄造、沖壓、鍛造、焊接和塑料注射）介紹數(shù)值模擬的基本概念、原理、技術(shù)、方法和應(yīng)用，內(nèi)容主要包括有限元與有限差分法基礎(chǔ)，金屬鑄造、沖壓、鍛壓、焊接和塑料注射成形數(shù)值模擬所涉及的相關(guān)理論、數(shù)值方法、實現(xiàn)過程、應(yīng)用案例等。
本書是為高等院校材料成形與控制工程專業(yè)鑄造、鍛壓、焊接、模具等方向?qū)W生編寫的教材，也可供材料學(xué)科和機械學(xué)科相關(guān)專業(yè)的師生以及從事材料加工與工模具設(shè)計制造的工程技術(shù)人員參考。
第1章緒論1
1.1材料成形數(shù)值模擬的基本概念1
1.2材料成形數(shù)值模擬的工程意義及應(yīng)用現(xiàn)狀1
1.2.1工程意義1
1.2.2應(yīng)用現(xiàn)狀2
1.3材料成形數(shù)值模擬的發(fā)展趨勢6
復(fù)習(xí)思考題8
第2章有限元與有限差分法基礎(chǔ)9
2.1有限元法基礎(chǔ)9
2.1.1基本概念與技術(shù)優(yōu)勢9
2.1.2有限元方程的建立與應(yīng)用11
2.1.3有限元解的收斂性與誤差控制23
2.1.4非線性問題的有限元法25
2.2有限差分法基礎(chǔ)27
2.2.1有限差分法的特點27
2.2.2有限差分數(shù)學(xué)知識28
2.2.3利用有限差分法求解應(yīng)用問題的一般步驟34
2.3邊界元法和有限體積法簡介35
2.3.1邊界元法35
2.3.2有限體積法36
2.4應(yīng)用數(shù)值方法模擬材料成形的若干注意事項36
2.4.1簡化模型36
2.4.2選擇單元38
2.4.3劃分網(wǎng)格39
2.4.4建立初始條件和邊界條件41
2.4.5定義材料參數(shù)41
復(fù)習(xí)思考題41
第3章金屬鑄造成形中的數(shù)值模擬43
3.1概述43
3.2技術(shù)基礎(chǔ)43
3.2.1鑄件凝固過程的數(shù)值模擬43
3.2.2鑄液充型過程的數(shù)值模擬50
3.2.3鑄件凝固收縮缺陷的數(shù)值模擬56
3.2.4鑄造應(yīng)力場的數(shù)值模擬61
3.3金屬鑄造成形數(shù)值模擬主流軟件簡介66
3.3.1MAGMAsoft66
3.3.2PROCAST67
3.3.3FLOW-3D Cast68
3.3.4JSCAST 69
3.3.5AnyCasting70
3.3.6華鑄CAE 70
3.4應(yīng)用案例70
3.4.1防噴器殼體鑄件凝固分析70
3.4.2防噴器活塞的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計77
3.4.3變速箱上蓋壓鑄件的流動與凝固分析81
3.4.4其他案例85
復(fù)習(xí)思考題88
第4章金屬沖壓成形中的數(shù)值模擬89
4.1概述89
4.2技術(shù)基礎(chǔ)89
4.2.1小變形彈塑性有限元法90
4.2.2大變形彈塑性有限元法95
4.2.3彈塑性有限元法應(yīng)用中的若干技術(shù)問題102
4.3金屬沖壓成形數(shù)值模擬主流軟件簡介108
4.3.1DynaForm109
4.3.2AutoForm111
4.3.3PAM-STAMP 2G111
4.3.4FTI Forming Suite112
4.3.5FASTAMP-NX112
4.3.6KMAS113
4.4應(yīng)用案例113
4.4.1DynaForm工作界面113
4.4.2利用DynaForm模擬沖壓成形過程的一般步驟114
4.4.3S軌制件的沖壓成形116
4.4.4摩托車后擋泥板的沖壓成形124
4.4.5建筑扣件的彎曲成形128
復(fù)習(xí)思考題131
第5章金屬鍛壓成形中的數(shù)值模擬133
5.1概述133
5.2技術(shù)基礎(chǔ)135
5.2.1剛（黏）塑性有限元法135
5.2.2熱力耦合分析148
5.3金屬鍛壓成形數(shù)值模擬主流軟件簡介152
5.3.1Deform152
5.3.2Simufact.forming153
5.3.3Qform155
5.3.4Tranvalor FORGE156
5.3.5CASFORM157
5.4應(yīng)用案例158
5.4.1Deform工作界面158
5.4.2葉片模鍛160
5.4.3其他應(yīng)用案例174
復(fù)習(xí)思考題177
第6章金屬焊接成形中的數(shù)值模擬179
6.1概述179
6.2技術(shù)基礎(chǔ)180
6.2.1焊接熱過程的數(shù)值模擬180
6.2.2焊接應(yīng)力與變形的數(shù)值模擬193
6.2.3電阻點焊數(shù)值模擬197
6.3金屬焊接成形數(shù)值模擬主流軟件簡介201
6.3.1SYSWELD201
6.3.2Simufact.Welding202
6.4應(yīng)用案例202
6.4.1Sumifact.Welding工作界面202
6.4.2前處理操作過程202
6.4.3模擬結(jié)果分析207
6.4.4其他案例209
復(fù)習(xí)思考題214
第7章塑料注射成形中的數(shù)值模擬216
7.1概述216
7.2技術(shù)基礎(chǔ)217
7.2.1注射成形流動模擬217
7.2.2注射成形保壓模擬228
7.2.3注射成形冷卻模擬231
7.2.4注射成形應(yīng)力與翹曲模擬239
7.3塑料注射成形數(shù)值模擬主流軟件簡介246
7.3.1Moldflow246
7.3.2Moldex3D248
7.3.3HsCAE3D249
7.3.4Z-MOLD249
7.3.5其他249
7.4應(yīng)用案例250
7.4.1MPI操作界面與應(yīng)用流程250
7.4.2塑料堵蓋的注射成形252
7.4.3電器底座的成形外觀質(zhì)量改進264
7.4.4汽車空調(diào)除霜口的注射澆口定位267
7.4.5汽車內(nèi)飾覆蓋件的成形材料選擇268
復(fù)習(xí)思考題269
參考文獻271
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