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屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
王仲仁、胡衛(wèi)龍、胡藍(lán)編著的這本《屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理論及應(yīng)用》是國(guó)內(nèi)外首次由有工程應(yīng)用背景的教授與專(zhuān)家共同撰寫(xiě)的關(guān)于屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的專(zhuān)著。第一章重點(diǎn)介紹了 Mises屈服準(zhǔn)則、Tresca屈服準(zhǔn)則、雙剪應(yīng)力屈服準(zhǔn)則及統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則;第二章列舉了航天、航空及汽車(chē)領(lǐng)域新近研發(fā)的眾多材料的單向拉伸力學(xué)特性;第三章介紹了驗(yàn)證屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的薄壁管P-p試驗(yàn)、P-M試驗(yàn)、薄板雙向拉伸試驗(yàn)、薄壁管加外壓與軸壓的雙向壓應(yīng)力試驗(yàn),以及王仲仁與朱寶泉首次對(duì)超塑性材料進(jìn)行的薄壁管P-p 試驗(yàn)研究;第四章到第六章闡述了各向異性材料的屈服特性、塑性應(yīng)變?cè)隽刻荻壤碚摰囊话阈远ɡ砗秃罄m(xù)塑性變形的幾種強(qiáng)化特性;第七章闡述了由Levv-Mises應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系增量理論導(dǎo)出的應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;第八章給出了多種塑性加工工序應(yīng)力-應(yīng)變分析實(shí)例,不僅給出具體問(wèn)題的應(yīng)力-應(yīng)變分析結(jié)果,也為讀者提供了廣闊的思路和視野。 本書(shū)可供從事材料科學(xué)、力學(xué)及機(jī)械科學(xué)研究的大學(xué)老師、研究生以及科研院所和企業(yè)研發(fā)部門(mén)的研究人員閱讀。
王仲仁,1934年生于江蘇,1955年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院(現(xiàn)北京科技大學(xué)),隨即到哈爾濱工業(yè)大學(xué)師從前蘇聯(lián)專(zhuān)家讀研究生,畢業(yè)后留校任教至今,現(xiàn)為教授、博士生導(dǎo) 王仲仁,1934年生于江蘇,1955年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院(現(xiàn)北京科技大學(xué)),隨即到哈爾濱工業(yè)大學(xué)師從前蘇聯(lián)專(zhuān)家讀研究生,畢業(yè)后留校任教至今,現(xiàn)為教授、博士生導(dǎo)師,已培養(yǎng)39名博士。 王仲仁教授作為項(xiàng)目總工程師參加了載人航天用空間環(huán)境模擬器KM6《亞洲最大、世界第三大)的真空容器制造,神舟1號(hào)至6號(hào)飛船及嫦娥1號(hào)探測(cè)衛(wèi)星和其他大型航天器升空前均在該空間環(huán)境模擬器中進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試。他發(fā)明了無(wú)模脹球工藝,即不用壓力機(jī)、不用模具制造球形容器。已用該技術(shù)制造液化氣球形儲(chǔ)罐、壓力供水罐、球形供水塔。 他主持了第四屆國(guó)際塑性加工會(huì)議,現(xiàn)為該國(guó)際塑性加工學(xué)會(huì)內(nèi)中國(guó)唯一的高級(jí)顧問(wèn)委員會(huì)常務(wù)委員,哈爾濱工業(yè)大學(xué)球形容器設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)。 他曾先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家發(fā)明四等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)和二等獎(jiǎng)7項(xiàng),主編《塑性加工力學(xué)基礎(chǔ)》等書(shū)籍10本,發(fā)表論文300多篇。 胡衛(wèi)龍,1959年生于遼寧,1982年本科畢業(yè),1989年考入哈爾濱工業(yè)大學(xué),師從王仲仁教授,1992年畢業(yè)獲得博士學(xué)位。攻讀博士期間,與導(dǎo)師在《力學(xué)學(xué)報(bào)》上聯(lián)合發(fā)表了廣義屈服準(zhǔn)則方面的論文。畢業(yè)后,曾在企業(yè)和政府部門(mén)工作,曾任深圳市統(tǒng)計(jì)信息局總經(jīng)濟(jì)師、信息產(chǎn)業(yè)辦公室常務(wù)副主任及國(guó)資和外資企業(yè)總經(jīng)理等職。1999年到美國(guó),現(xiàn)為T(mén)roy Design&Manufacturing INC(美國(guó)福特汽車(chē)公司全資子公司)技術(shù)專(zhuān)家(Technical Specialist)。 胡藍(lán),博士,1984年生于山東,本科畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè),2008年和2012年分別獲哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料加工工程專(zhuān)業(yè)碩士和博士學(xué)位。博士期間師從苑世劍教授,從事大型薄壁構(gòu)件充液整體成形技術(shù)研究,作為第一批優(yōu)秀博士出國(guó)訪問(wèn)計(jì)劃入選者到英國(guó)進(jìn)行交流。現(xiàn)任上海航天設(shè)備制造總廠塑性成形工藝研究室主任兼車(chē)間技術(shù)主任,主要從事金屬塑形成形理論、新成形方法、成形過(guò)程有限元仿真、大型復(fù)雜構(gòu)件拉深技術(shù)等研究。目前,作為技術(shù)負(fù)責(zé)人,參與國(guó)家重大科技項(xiàng)目2項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文近20篇。
第一章 塑性力學(xué)的基本概念與主要公式
1.1 應(yīng)力分析 1.1.1 應(yīng)力的概念 1.1.2 應(yīng)力狀態(tài)及其描述 1.1.3 應(yīng)力張量及應(yīng)力偏張量 1.1.4 應(yīng)力莫爾圓 1.1.5 微元體平衡方程 1.2 應(yīng)變分析 1.2.1 名義應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變 1.2.2 小變形時(shí)應(yīng)變與位移的關(guān)系方程 1.2.3 最大剪應(yīng)變及八面體應(yīng)變表達(dá)式 1.2.4 應(yīng)變速率與應(yīng)變速率張量 1.2.5 體積不變條件與主應(yīng)變圖 1.3 常用的屈服準(zhǔn)則 1.3.1 屈服準(zhǔn)則的概念 第一章 塑性力學(xué)的基本概念與主要公式 1.1 應(yīng)力分析 1.1.1 應(yīng)力的概念 1.1.2 應(yīng)力狀態(tài)及其描述 1.1.3 應(yīng)力張量及應(yīng)力偏張量 1.1.4 應(yīng)力莫爾圓 1.1.5 微元體平衡方程 1.2 應(yīng)變分析 1.2.1 名義應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變 1.2.2 小變形時(shí)應(yīng)變與位移的關(guān)系方程 1.2.3 最大剪應(yīng)變及八面體應(yīng)變表達(dá)式 1.2.4 應(yīng)變速率與應(yīng)變速率張量 1.2.5 體積不變條件與主應(yīng)變圖 1.3 常用的屈服準(zhǔn)則 1.3.1 屈服準(zhǔn)則的概念 1.3.2 Mises屈服準(zhǔn)則 1.3.3 Tresca屈服準(zhǔn)則 1.3.4 Mises與Tresca屈服準(zhǔn)則的幾何圖形 1.3.5 雙剪應(yīng)力屈服準(zhǔn)則 1.4 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則 1.4.1 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)建模 1.4.2 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)表達(dá)式 1.4.3 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則的幾何圖示 1.4.4 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則的擴(kuò)展 1.5 廣義屈服準(zhǔn)則 1.5.1 廣義屈服準(zhǔn)則的表達(dá)式 1.5.2 廣義屈服準(zhǔn)則的物理概念、幾何意義及其簡(jiǎn)化形式 1.5.3 不可壓縮材料系數(shù)的確定 1.5.4 可壓縮材料系數(shù)的確定 1.6 屈服準(zhǔn)則的應(yīng)用 1.7 塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系經(jīng)典理論 1.7.1 塑性變形時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理論在早期的發(fā)展 1.7.2 增量理論 1.7.3 全量理論 參考文獻(xiàn) 第二章 單向拉伸時(shí)材料力學(xué)特性的試驗(yàn)研究 2.1 應(yīng)變強(qiáng)化材料單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2.2 應(yīng)變速率強(qiáng)化材料單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2.3 應(yīng)變強(qiáng)化與應(yīng)變速率強(qiáng)化共存時(shí)單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2.4 包辛格效應(yīng) 2.5 碳纖維復(fù)合材料拉伸試驗(yàn) 2.6 各向異性材料的拉伸試驗(yàn) 2.6.1 試驗(yàn)材料及方案 2.6.2 材料真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線 2.6.3 板材力學(xué)性能參數(shù) 參考文獻(xiàn) 第三章 非單向加載條件下材料力學(xué)性能試驗(yàn)研究 3.1 薄壁管P-p試驗(yàn)研究結(jié)果 3.2 薄壁管JP-M試驗(yàn)研究結(jié)果 3.3 薄板雙向拉伸試驗(yàn) 3.4 靜水應(yīng)力對(duì)材料力學(xué)特性的影響 3.4.1 高壓試驗(yàn)測(cè)試技術(shù) 3.4.2 靜水壓力對(duì)材料流動(dòng)行為的影響 3.4.3 靜水壓力對(duì)材料斷裂行為的影響 3.5 其他非單向拉伸試驗(yàn)研究 3.5.1 平面壓縮試驗(yàn) 3.5.2 法向和切向載荷試驗(yàn) 3.6 雙向壓應(yīng)力加載對(duì)薄壁管縮頸過(guò)程進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究 3.6.1 薄壁管雙向壓應(yīng)力試驗(yàn)裝置 3.6.2 試驗(yàn)結(jié)果及其分析 3.7 體積成形時(shí)的應(yīng)變場(chǎng)物理模擬方法 參考文獻(xiàn) 第四章 不同因素對(duì)初始屈服準(zhǔn)則及屈服軌跡的影響 4.1 靜水應(yīng)力對(duì)材料屈服特性的影響 4.1.1 Dmcker-Prager屈服方程的一般表達(dá)形式 4.1.2 受靜水應(yīng)力影響的初始屈服軌跡特征 4.2 應(yīng)力狀態(tài)類(lèi)型與靜水應(yīng)力對(duì)材料屈服特性的綜合影響 4.2.1 應(yīng)力狀態(tài)類(lèi)型與靜水應(yīng)力共同影響的屈服方程 4.2.2 應(yīng)力狀態(tài)類(lèi)型與靜水應(yīng)力對(duì)材料屈服特性的影響 4.2.3 屈服方程的簡(jiǎn)化形式 4.2.4 屈服方程的預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)數(shù)據(jù)值的比較 4.3 各向異性材料的初始屈服特性 4.3.1 屈服方程與塑性位勢(shì)無(wú)關(guān)聯(lián)的形式及基本特性 4.3.2 屈服方程與塑性位勢(shì)相關(guān)聯(lián)的形式及基本特性 4.3.3 屈服方程預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)數(shù)據(jù)問(wèn)的比較 參考文獻(xiàn) 第五章 后續(xù)屈服與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系分析的相關(guān)理論 5.1 后續(xù)屈服與后續(xù)屈服方程 5.2 塑性位勢(shì)理論的基本物理概念及與Mises屈服函數(shù)間的關(guān)系 5.2.1 塑性位勢(shì)概念的提出 5.2.2 塑性位勢(shì)的基本物理概念 5.2.3 Mises屈服函數(shù)(塑性位勢(shì))的物理含義 5.3 塑性應(yīng)變?cè)隽刻荻壤碚摰囊话阈远ɡ砑暗刃?qiáng)化狀態(tài) 5.3.1 屈服方程與塑性位勢(shì)相關(guān)聯(lián)的塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 5.3.2 屈服方程與塑性位勢(shì)非關(guān)聯(lián)的塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 5.4 材料塑性變形中出現(xiàn)的“軟化”現(xiàn)象 5.4.1 壓力敏感性材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的力學(xué)模型 5.4.2 各向異性材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的力學(xué)模型 5.4.3 材料的“軟化”現(xiàn)象分析 參考文獻(xiàn) 第六章 塑性變形的幾種強(qiáng)化特性 6.1 材料的等向強(qiáng)化特性及塑性本構(gòu)關(guān)系 6.1.1 等向強(qiáng)化的基本特性 6.1.2 等向強(qiáng)化模型所對(duì)應(yīng)的塑性本構(gòu)關(guān)系 6.2 各向異性材料的非等向強(qiáng)化特性及塑性本構(gòu)關(guān)系 6.2.1 各向異性強(qiáng)化及在主應(yīng)力空間的表現(xiàn)形式 6.2.2 各向異性塑性應(yīng)變?cè)隽康念A(yù)測(cè) 6.2.3 各向異性強(qiáng)化對(duì)成形板件反彈數(shù)值模擬結(jié)果的影響 6.2.4 各向異性塑性流動(dòng)特性對(duì)塑性本構(gòu)關(guān)系的影響 6.3 壓力敏感性材料的非等向強(qiáng)化特性及塑性本構(gòu)關(guān)系 6.3.1 后續(xù)屈服方程與塑性位勢(shì) 6.3.2 等效強(qiáng)化狀態(tài)及塑性應(yīng)變關(guān)系式中比例參數(shù)的確定 6.3.3 塑性本構(gòu)關(guān)系的應(yīng)用特性及預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較 6.4 包辛格效應(yīng)對(duì)塑性本構(gòu)關(guān)系的影響 6.4.1 考慮包辛格效應(yīng)的基本塑性應(yīng)變?cè)隽勘緲?gòu)關(guān)系 6.4.2 由運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化所產(chǎn)生的非材料屬性的各向異性塑性流動(dòng)特性 參考文獻(xiàn) 第七章 應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及其在塑性成形工序分析中的應(yīng)用 7.1 應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及其試驗(yàn)驗(yàn)證 7.1.1 應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律 7.1.2 應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律的試驗(yàn)驗(yàn)證 7.1.3 應(yīng)力-應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律的應(yīng)用 7.2 平面應(yīng)力屈服圖形的分區(qū) 7.3 平面應(yīng)力塑性成形工序應(yīng)力-應(yīng)變分析 7.3.1 管材拉拔 7.3.2 板材拉深 7.3.3 內(nèi)高壓成形 7.4 Mises屈服柱面的展開(kāi)與三向應(yīng)力狀態(tài)在其中的表征 7.5 三向應(yīng)力狀態(tài)屈服面上的應(yīng)力-應(yīng)變分區(qū)與典型成形工序的定位 7.6 圓柱與圓環(huán)壓縮時(shí)工件變形區(qū)中不同質(zhì)點(diǎn)的加載路徑 參考文獻(xiàn) 第八章 典型平面應(yīng)力成形工序的應(yīng)力-應(yīng)變分布解析與數(shù)值模擬 8.1 軸對(duì)稱(chēng)平面應(yīng)力穩(wěn)態(tài)成形各工序應(yīng)力-應(yīng)變分布的增量理論解 8.1.1 應(yīng)力與應(yīng)變分布的兩種表達(dá)形式 8.1.2 薄筒件穩(wěn)態(tài)成形分類(lèi) 8.1.3 基本公式與主要假設(shè) 8.1.4 無(wú)摩擦穩(wěn)態(tài)成形的應(yīng)力-應(yīng)變分布 8.1.5 有摩擦穩(wěn)態(tài)流動(dòng)錐面成形的應(yīng)力-應(yīng)變分布 8.2 縮口工序的應(yīng)力-應(yīng)變分析與試驗(yàn)研究 8.2.1 縮口工序應(yīng)力-應(yīng)變分析的增量理論解 8.2.2 縮口工序應(yīng)力-應(yīng)變分析的全量理論解 8.2.3 縮口過(guò)程的工藝試驗(yàn)研究 8.3 拉拔工序的應(yīng)力-應(yīng)變分析與試驗(yàn)研究 8.3.1 無(wú)芯拉拔過(guò)程應(yīng)力-應(yīng)變分析 8.3.2 無(wú)芯拉拔過(guò)程試驗(yàn)研究 8.3.3 無(wú)芯拉拔過(guò)程數(shù)值模擬 8.4 薄壁管充液彎曲全量與增量理論的數(shù)值解 8.4.1 平衡方程的建立 8.4.2 全量理論的有限差分?jǐn)?shù)值解 8.4.3 基于增量理論的有限元分析 8.5 強(qiáng)化模型對(duì)板材成形過(guò)程影響的數(shù)值分析 8.5.1 運(yùn)用等向強(qiáng)化模型和等向強(qiáng)化/運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化模型對(duì)板材成形過(guò)程數(shù)值模擬的對(duì)比分析 8.5.2 利用運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化進(jìn)行汽車(chē)沖壓件成形過(guò)程的數(shù)值模擬實(shí)例分析 8.6 橢球液壓脹形過(guò)程的數(shù)值模擬 8.6.1 橢球殼體無(wú)模液壓脹形變形特征分析 8.6.2 有限元分析 參考文獻(xiàn) 附錄一 我國(guó)塑性本構(gòu)關(guān)系研究的近況 附錄二 塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系理論的文獻(xiàn)總結(jié) 附錄三 Hill各向異性屈服準(zhǔn)則的發(fā)展與Hosford及Barlat屈服準(zhǔn)則 附錄四 Sn-Pb共晶超塑性材料薄壁管在復(fù)合加載下的試驗(yàn)研究
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