金属塑性成形的有限元模拟技术及应用 馆藏无笔迹

图书标准信息

• 作者 谢水生、李雷 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2008-03
• 版次 1
• ISBN 9787030213600
• 定价 40.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 290页
• 字数 365千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

《金属塑性成形的有限元模拟技术及应用》分15章，分别介绍了：有限单元法的发展、在塑性成形中的应用及常用商业软件；有限元法的数学理论基础；有限元的一般实施步骤；常用平面和空间单元的构造方法；等参单元的构造方法；常用板单元的构造方法；高性能的非协调单元；小变形弹塑性有限元法；刚塑性有限元法；粘塑性有限元法；弹塑性有限变形的有限元法；塑性加工过程的传热问题；数值模拟塑性成形的应用实例；微塑性成形中尺度效应的数值模拟；无网格法在塑性成形模拟中的应用。《金属塑性成形的有限元模拟技术及应用》可作为金属塑性成形专业的本科和研究生专业课教材，也可供从事材料加工工程及相关专业的科研工作者、技术人员，以及相关工程技术人员及研究人员参考。

【作者简介】

谢水生，1944年生，江西赣州人。现任北京有色金属研究总院教授、博士生导师，有色金属材料制备加工国家重点实验室总工程师。1986年于清华大学获得工学博士学位。现兼任中国有色金属学会理事、合金加工学术委员会主任，北京市机械工程学会理事、压力加工分会主任，中国机械工程学会塑性工程分会理事、半固态加工学术委员会副主任，中国核学会核材料专业学会常务理事，国际半固态科学委员会委员，《稀有金属》、《塑性工程学报》、《锻压技术》、《有色金属再生与应用》期刊编委，南昌大学、燕山大学、江西理工大学、河南理工大学兼职教授。
长期从事有色金属材料制备加工技术研究，主持国家“863”高技术研究课题7项、国家自然科学基金项目8项、国家科技攻关课题8N和国际合作项目多项，获部级一等奖1项、二等奖3项，三、四等奖多项，国家专利14项；在国内外刊物上发表论文160余篇，出版《金属塑性成形理论》、《金属塑性成形工步的有限元数值模拟》、《半固态金属加工技术及其应用》、《金属塑性成形的试验方法》、《铝合金材料的应用与技术开发》、《铝加工问答50017I》、《金属半固态加工技术》、《镁合金制备及加工技术》等，组织《铝加工技术实用手册》的编写工作，参加《有色金属手册》、《中国材料百科全书》和《材料科学与工程手册》的编写工作。
李雷，1975年4月生，山西原平人。2003年于中国科学技术大学获工学博士学位，现于海亮集团从事企业博士后研究。副教授、硕士生导师，河南理工大学青年骨干教师，国际计算力学学会会员。发表论文30余篇，其中SCI、EI收录15篇。作为主要参与者，完成国家自然科学基金研究项目4项，国家“863”高技术课题2项；目前主持国家科技支撑计划项目子课题1项。主要研究方向为金属塑性加工技术、铜合金加工技术以及金属成形数值模拟技术。

【目录】

第1章概论
1.1有限单元法发展历史简介
1.2有限单元法在塑性成形中的应用
1.3商业有限元软件简介
1.4本书中采用的一些约定弹性力学变分原理

第2章弹性力学变分原理
2.1.1几何方程
2.1.2平衡方程
2.1.3本构方程
2.1.4边界条件
2.2变分法知识基础、Galerkin法和Ritz法简介
2.2.1预备知识
2.2.2古典变分问题举例
2.2.3泛函变分与微分方程的关系
2.2.4Galerkin法以及微分方程转化为泛函变分原理的问题
2.2.5Ritz法求泛函变分问题的近似解
2.3弹性力学变分原理
2.3.1有关弹性力学变分原理的一些基本概念
2.3.2虚位移原理
2.3.3最小势能原理
2.3.4虚应力原理
2.3.5最小余能原理
2.3.6广义变分原理

第3章弹性力学问题有限元方法的基本原理
3.1位移元模型
3.2单元位移模式和试探函数
3.4单元势能表达与单元刚度矩阵
3.5单元等效节点载荷
3.6整体刚度矩阵集成
3.7位移边界条件的引入
3.8整体结构方程的求解
3.9有限元解收敛性的讨论

第4章平面和空间单元的构造方法
4.1构造形状函数的基本原则
4.2平面三角形单元
4.2.1面积坐标
4.2.2三角形单元形函数构造
4.2.3三角形单元的刚度矩阵
4.2.4等效节点载荷
4.3矩形单元
4.3.1形函数构造
4.3.2单元刚度矩阵
4.4轴对称问题
4.4.1单元位移函数
4.4.2单元应力场和应变场
4.4.3单元刚度阵
4.4.4等效节点载荷
4.5空间4节点四面体单元
4.5.1单元位移函数
4.5.2单元应变场与应力场的表达
4.5.3单元刚度矩阵
4.6空间8节点长方体单元

第5章等参单元
5.1坐标系的映射
5.2应变矩阵B的建立
5.3单元刚度矩阵Ke和等效节点载荷
5.4平面8节点等参元
5.5三维空间等参元
5.6数值积分方法
5.7数值积分阶次的选择

第6章板单元设计
6.1薄板基本理论
6.1.1基本假设
6.1.2应变和应力
6.1.3薄板横截面上的内力和应力
6.1.4边界条件和单元刚度阵
6.2四节点矩形薄板单元
6.3三角形薄板单元
6.4中厚板单元
6.4.1中厚板基本理论
6.4.2单元刚度阵
6.4.3单元与性能分析

第7章非协调单元
7.1Wilson非协调元
7.2分片检验条件
7.3非协调分析的稳定性条件
7.4能量相容性分析和构造非协调元的一般公式
7.5单元形函数的构造
7.6数值算例
7.6.1分片检验
7.6.2悬臂梁的弯曲
7.6.3单元不可压缩性能考察

第8章弹塑性有限元法
8.1材料屈服准则
8.1.1Tresca屈服准则（最大切应力条件）
8.1.2Mises屈服准则（能量条件）
8.2弹塑性有限元法的本构关系
8.2.1弹性阶段
8.2.2弹塑性阶段
8.3变刚度法
8.3.1定加载法
8.3.2变加载法
8.3.3位移法
8.4初载荷法
8.4.1初应力法
8.4.2初应变法
8.5残余应力和残余应变的计算
8.6极限载荷的确定

第9章刚塑性有限元法
9.1引言
9.2刚塑性增量理论的广义变分原理
9.2.1基本方程
9.2.2不完全的广义变分原理
9.3Lagrange乘子法
9.3.1离散化
9.3.2线性化
9.4材料可压缩性法
9.4.1理论基础
9.4.2系数g的取值
9.4.3求解方程的建立
9.5罚函数法
9.5.1求解方程的建立
9.5.2应力的求取
9.6刚塑性有限元法计算中的几个问题
9.6.1初始速度场
9.6.2收敛判据
9.6.3缩减系数β值的选取
9.6.4奇异点的处理
9.6.5摩擦条件
9.6.6刚塑性交界面问题
9.6.7卸载问题
9.6.8比较拉格朗日乘子法和罚函数法的收敛性

第10章粘塑性有限元法
10.1一维本构关系
10.2弹粘塑性的本构关系
10.3刚粘塑性的本构关系
10.4弹粘塑性有限元法

第11章弹塑性有限变形的有限元法基本方程
11.1概述
11.2弹塑性有限变形的Lagrange描述法
11.2.1虚功方程和基本方程
11.2.2Lagrange描述的刚度方程
11.2.3增量形式的刚度方程
11.2.4弹塑性材料的本构关系
11.2.5外载荷的形式
11.3弹塑性有限变形的Euler描述法
11.3.1虚功方程和基本公式
11.3.2弹塑性有限变形Euler描述法的有限元方程
11.3.3本构关系
11.3.4单元刚度矩阵及其展开式

第12章塑性加工过程中的传热问题
12.1概述
12.2热传导问题的基本方程
12.3热传导中的变分应用
12.4轴对称问题的变分
12.5三维热传导问题的单元分析及求解方程
12.6轴对称问题的求解方程及其展开式

第13章有限元数值模拟应用实例
13.1轧制变形过程的数值模拟实例
13.1.1平轧变形过程的模拟
13.1.2三辊行星轧制管坯变形模拟仿真
13.2挤压成形过程的数值模拟实例
13.2.1静液挤压变形过程的模拟
13.2.2正挤压过程的数值模拟
13.2.3不同型线凹模挤压过程的数值模拟
13.2.4型材挤压的变形模拟
13.3拉拔变形过程的数值模拟实例
13.4自由锻变形过程的数值模拟实例
13.4.1镦粗变形过程的数值模拟
13.4.2局部镦粗变形过程的数值模拟
13.4.3拔长工步的变形模拟
13.5模锻变形的数值模拟实例
13.5.1开式模锻的变形模拟
13.5.2闭式模锻的变形模拟
13.5.3火车车轮成形过程的数值模拟
13.5.4叶片精锻成形的三维有限元分析
13.6板料成形过程的数值模拟实例
13.6.1板料弯曲变形过程的数值模拟
13.6.2板料拉延变形过程的数值模拟
13.6.3管材弯曲的数值模拟
13.6.4管材胀形的数值模拟
13.7连续挤压过程的数值模拟实例
13.8镁合金轮毂半固态触变成形过程的数值模拟
13.9变形过程热场的数值模拟实例
13.9.1挤压过程热效应的模拟计算
13.9.2镁合金连续铸轧过程温度场的数值模拟
13.9.3铜扁线连续挤压过程温度场的数值模拟

第14章有限元在金属微塑性成形中的应用
14.1金属微加工过程中的尺度效应
14.2反映尺度效应的连续介质物理模型
14.3应变梯度偶应力理论简介
14.4应变梯度偶应力理论的有限元实施
14.5应变梯度非协调元构造
14.6数值算例
14.6.1具有尺度效应的线弹性薄梁弯曲问题
14.6.2小孔应力集中问题中的尺度效应
14.7超薄板料微弯曲成形过程中尺度效应的数值研究
14.8讨论

第15章无网格法及其在塑性成形模拟中的应用
15.1无网格法简介
15.2无网格法基本原理与分类
15.2.1微分方程的离散方案
15.2.2近似函数的构造
15.3无网格法实施过程
15.4无网格法在塑性成形模拟中的应用实例
15.5讨论与展望
参考文献