剛塑性有限元

內(nèi)容概要

《剛塑性有限元:理論、方法及應(yīng)用》介紹了作者在剛塑性有限元理論與應(yīng)用研究方面的研究成果，證明了剛塑性可壓縮材料的變分原理和特定材料總能耗率泛函極值點的唯一性，解決了兩類奇異點的處理、半接觸單元接觸區(qū)表征等難題，為軋制問題的剛塑性有限元求解提供了理論基礎(chǔ)。給出了用剛塑性有限元法解析了各種金屬成形過程的實例，對軋制過程解析的系列有限元軟件詳細(xì)介紹。

書籍目錄

前言 第1章緒論 1.1剛塑性有限元解析的對象和任務(wù) 1.1.1金屬成形概述 1.1.2適于用剛塑性有限元求解的金屬成形過程 1.1.3剛塑性有限元解析的基本任務(wù) 1.2金屬成形工藝技術(shù)的發(fā)展 1.2.1軋制技術(shù) 1.2.2鍛造技術(shù) 1.2.3擠壓技術(shù) 1.2.4回轉(zhuǎn)成形技術(shù) 1.3金屬成形過程解析理論與方法的回顧 1.3.1工程法 1.3.2滑移線法 1.3.3基于能量原理的各種解法 1.4金屬成形過程的數(shù)值解法 1.4.1彈塑性有限元法及其早期研究工作 1.4.2國內(nèi)彈塑性有限元法在金屬成形分析中應(yīng)用進展 1.4.3黏塑性有限元法 1.4.4無網(wǎng)格法 1.4.5其他數(shù)值解法 1.4.6早期數(shù)值解法的計算時間 1.5剛塑性有限元概述 1.5.1剛塑性有限元法及其早期國外研究工作 1.5.2拉格朗日乘數(shù)法 1.5.3罰函數(shù)法 1.5.4可壓縮法 1.5.5國內(nèi)剛塑性有限元研究與應(yīng)用進展 1.6本書內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 參考文獻(xiàn) 第2章塑性力學(xué)基本方程 2.1三維空間問題的基本方程 2.1.1變形、變形速度與位移、位移速度關(guān)系（幾何方程） 2.1.2變形、變形速度與應(yīng)力關(guān)系（本構(gòu)方程） 2.1.3力平衡方程 2.1.4屈服條件（塑性方程） 2.2平面變形問題的基本方程 2.2.1平面變形的幾何方程 2.2.2平面變形的本構(gòu)方程 2.2.3平面變形的力平衡方程 2.2.4平面變形的屈服條件 2.3軸對稱問題的基本方程 2.3.1軸對稱問題的幾何方程 2.3.2軸對稱問題的本構(gòu)方程 2.3.3軸對稱問題的力平衡方程 2.3.4軸對稱問題的屈服條件 2.4塑性成形過程求解的邊界條件 2.4.1塑性成形過程的四類邊界面 2.4.2外力邊界條件 2.4.3位移和速度邊界條件 2.4.4摩擦邊界條件 參考文獻(xiàn) 第3章剛塑性材料模型 3.1剛塑性材料的類型 3.1.1理想剛塑性材料 3.1.2剛塑性硬化材料 3.1.3剛黏塑性材料 3.1.4剛塑性可壓縮材料概述 3.2剛塑性可壓縮材料的力學(xué)方程 3.2.1屈服條件 3.2.2塑性勢和變形速度 3.2.3應(yīng)力一變形速度關(guān)系及等效變形速度 3.2.4剛塑性可壓縮材料的流動法則 3.3剛塑性可壓縮材料模型討論 3.3.1剛塑性可壓縮材料模型的罰函數(shù)性質(zhì) 3.3.2可壓縮參數(shù)對體積變化的影響 參考文獻(xiàn) 第4章剛塑性材料的變分原理 4.1理想剛塑性材料的變分原理 4.1.1剛塑性材料第一變分原理 4.1.2第一變分原理的一般形式及其物理意義 4.1.3第一變分原理與避免局部極小 4.1.4剛塑性材料第二變分原理 4.2剛塑性可壓縮材料的變分原理 4.2.1問題提出 4.2.2剛塑性可壓縮材料變分原理的證明 4.2.3剛塑性可壓縮材料的變分原理的適用范圍 4.3剛塑性可壓縮材料的廣義變分原理 4.3.1不完全廣義變分原理 4.3.2完全廣義變分原理 4.4速度敏感材料的總能耗泛函及其變分原理 4.4.1速度敏感材料的總能耗泛函 4.4.2速度敏感材料的變分原理 4.5剛塑性材料變分原理的一般形式 參考文獻(xiàn) 第5章剛塑性材料能耗率泛函及其性質(zhì) 5.1總能耗率泛函的構(gòu)成 5.1.1塑性變形功與功率泛函 5.1.2摩擦功率泛函 5.1.3張力功率泛函 5.1.4速度不連續(xù)面上的剪切功率泛函 5.1.5總能耗率泛函 5.2總能耗率泛函極值點唯一性 5.2.1關(guān)于極值點唯一性的兩個猜想 5.2.2極值點唯一性證明 5.2.3泛函極值點唯一性的討論 5.3總能耗率極值點的特征及收斂條件判定 5.3.1極值點附近的泛函特征 5.3.2總能耗率泛函收斂條件 5.3.3速度修正量收斂條件 參考文獻(xiàn) 第6章剛塑性有限元的求解方法與途徑 6.1剛塑性有限元的求解的思路和做法 6.1.1基本思路 6.1.2求解過程的一般步驟 6.1.3求解框圖 6.2確定研究對象的求解區(qū)域 6.2.1存在兩個坐標(biāo)面對稱的成形過程  6.2.2存在一個坐標(biāo)面對稱的成形過程  6.2.3軸對稱和點對稱的成形過程 6.2.4不對稱的成形過程 6.2.5塑性加工過程對稱性應(yīng)滿足的條件 6.3總能耗率泛函的計算方法 6.3.1計算能耗率泛函需要的條件 6.3.2單元能耗率泛函的計算方法 6.3.3按單元求和的總能耗率泛函 6.4總能耗率泛函的最小化 6.4.1總能耗率泛函駐值條件 6.4.2擬牛頓法求解 6.4.3總能耗率泛函最小值的一維搜索  6.5溫度場與速度場的耦合求解 6.5.1溫度場與速度場的準(zhǔn)耦合求解 6.5.2準(zhǔn)耦合求解時的收斂判定 6.5.3溫度場與速度場的完全耦合求解  6.5.4完全耦合求解時的收斂判定 6.5.5溫度場與速度場的偽耦合求解 參考文獻(xiàn) …… 第7章剛塑性有限元網(wǎng)格分析 第8章剛塑性有限元計算公式 第9章求解中幾個關(guān)鍵問題及其處理 第10章金屬成形過程溫度場的有限元解法 第11章軋制過程二維溫度場分析程序開發(fā) 第12章三維平板軋制過程剛塑性有限元程序開發(fā) 第13章剛塑性有限元求解軋制問題的應(yīng)用實例 第14章剛塑性有限元求解應(yīng)用實例 第15章金屬成形數(shù)值模擬研究新進展 附錄

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    2.4.2外力邊界條件 為不失一般性，首先給出外力邊界條件的通用形式： σiknj，=Pi 在SP上 （2.50） 這里，ni為邊界面的正法向的方向余弦；Pi為給定的外力；SP為給定外力作用的表面。 下面分別以帶前后張力的軋制過程（圖2.8（a））和平板壓縮過程（圖2.8（b））為例，分析塑性加工過程中的外力邊界條件。 1.軋制過程外力邊界條件 對帶張力軋制過程，作用在各個邊界面的外力如圖2.8（a）所示。采用平面直角坐標(biāo)系，取軋制方向為x軸的正方向，壓下方向為y軸的負(fù)方向，坐標(biāo)原點取在入口側(cè)物理變形區(qū)的起始點。 1）外力已知的邊界 AF段作用著給定的前張力T1，應(yīng)力邊界條件為 σxl=T1/h1b1，σyl=0 （2.51） BC段作用著給定的后張力T0，應(yīng)力邊界條件為 σx0=T0/h0b0，σy0=0 （2.52）。

編輯推薦

《剛塑性有限元:理論、方法及應(yīng)用》可供從事金屬材料成形工作的科研人員、工程設(shè)計人員、高等院校的教師和研究生參考閱讀，也可作為材料加工工程及材料學(xué)專業(yè)的碩士生、博士生的教學(xué)參考書。

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