金屬塑性成形導(dǎo)論

前言

本書是德國亞琛工業(yè)大學(xué)塑性成形研究所（IBF）所長ReinerKopp教授和Herbertwiegels博士根據(jù)其在金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域多年豐富的科研及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫而成的。本書在高度概括和分析了當(dāng)前金屬塑性成形技術(shù)的重要任務(wù)和目的的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)完整并且言簡意賅地闡述了金屬塑性成形的基礎(chǔ)理論和重要塑性加工問題的解析方法。其學(xué)術(shù)價值包括將塑性成形過程的目標(biāo)量按總體量、局部量和微觀量進(jìn)行系統(tǒng)劃分，根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行塑性加工成形方法的分類，科學(xué)系統(tǒng)地建立了塑性成形技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系。本書與國內(nèi)外已出版的同類書籍比較，在內(nèi)容組成和系統(tǒng)上獨(dú)具特色。塑性成形基本理論以塑性成形過程的局部量（分布量）為基礎(chǔ)，將流變應(yīng)力作為核心的材料特征量，詳細(xì)介紹了各類重要邊界條件、屈服條件、流動法則以及過程控制量的計算方法、誤差分析及使用條件等情況。在典型塑性加工問題解法的介紹中既有經(jīng)典的初等解析法和滑移線法等，也有現(xiàn)代有限元數(shù)值模擬技術(shù)、相似理論和物理模擬技術(shù)等內(nèi)容，概念定義準(zhǔn)確明了，方法經(jīng)典而且先進(jìn)。本書將塑性成形基本原理和現(xiàn)代金屬塑性成形技術(shù)及其發(fā)展有機(jī)結(jié)合并且融入大量作者在該領(lǐng)域長期的研究成果，內(nèi)容豐富翔實(shí)且圖文并茂，具有非常高的學(xué)術(shù)價值和實(shí)際應(yīng)用價值。該書原稿近年已成為德國高校和金屬塑性加工領(lǐng)域相關(guān)研究者的經(jīng)典教材和參考書。本譯著的出版無疑會對我國材料加工學(xué)科的教學(xué)、人才培養(yǎng)、科學(xué)研究以及生產(chǎn)應(yīng)用起到進(jìn)一步的推動作用。本書可供材料加工專業(yè)本科高年級學(xué)生、碩士生、博士生、教師和相關(guān)研究人員以及工程技術(shù)人員使用。全書由康永林教授、洪慧平副教授翻譯完成。鹿守理教授審閱了文稿，在此表示謝意！

內(nèi)容概要

　　《金屬塑性成形導(dǎo)論》是德國亞琛工業(yè)大學(xué)塑性成形研究所（IBF）所長ReinerKopp教授和Herbert Wjege0S博士根據(jù)其多年的科研及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而成的一本經(jīng)典教材，也是德國金屬塑性加工領(lǐng)域科技人員的重要參考書。與國內(nèi)外已出版的同類書籍相比，《金屬塑性成形導(dǎo)論》在內(nèi)容組成和系統(tǒng)上獨(dú)具特色。在塑性成形基本理論中以工藝過程的局部量（分布量）為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了各類重要邊界條件、屈服條件、流動法則以及工藝控制參量的計算方法、誤差分析及使用條件等情況。在塑性加工問題解法的介紹中，既有經(jīng)典的初等解析法，也有現(xiàn)代有限元數(shù)值模擬技術(shù)、相似理論和物理模擬技術(shù)等內(nèi)容。概念準(zhǔn)確明了，方法經(jīng)典而先進(jìn)，具有很高的學(xué)術(shù)價值和實(shí)際應(yīng)用價值。

作者簡介

Reiner Kopp，工學(xué)博士，教授，國際金屬塑性成形領(lǐng)域的著名學(xué)者。Kopp教授于1974年起擔(dān)任亞琛工業(yè)大學(xué)塑性成形研究所所長和教授，直到2005年退休。這期間他曾擔(dān)任亞琛工業(yè)大學(xué)副校長、地質(zhì)資源與材料技術(shù)學(xué)院院長等職務(wù)。從2007年1月起他擔(dān)任亞琛工業(yè)大學(xué)大學(xué)委員會成員。Kopp教授擔(dān)任過多個科研組織委員會主席。1999年Kopp教授獲中國政府頒發(fā)給外國專家的最高獎——長城友誼獎。Herbert Wiegels，工學(xué)博士。結(jié)束了機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)習(xí)后，Wiegels博士作為科學(xué)助手在亞琛工業(yè)大學(xué)塑性成形研究所工作，并獲工學(xué)博士學(xué)位。作為Kopp教授的親密同事，他領(lǐng)導(dǎo)了該所的材料數(shù)據(jù)組和軋環(huán)組。作為高級科學(xué)顧問，他負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)該所的教學(xué)工作，并參加了“冶金與材料技術(shù)”專業(yè)組關(guān)于教學(xué)和科研的各委員會。

書籍目錄

1 引言1.1 金屬塑性成形技術(shù)的任務(wù)和目的1.2 金屬塑性變形的原因1.3 金屬塑性成形方法分類1.3.1 根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分1.3.2 根據(jù)加工溫度進(jìn)行區(qū)分1.3.3 根據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)行區(qū)分2 金屬塑性成形基礎(chǔ)2.1 基本量、局部目標(biāo)量2.1.1 應(yīng)力2.1.1.1 應(yīng)力張量的對稱性2.1.1.2 圓柱坐標(biāo)2.1.1.3 主軸系2.1.1.4 坐標(biāo)變換2.1.1.5 靜水壓應(yīng)力分量和偏應(yīng)力分量2.1.1.6 特殊的應(yīng)力狀態(tài)2.1.2 應(yīng)變2.1.2.1 正應(yīng)變增量2.1.2.2 剪應(yīng)變增量2.1.2.3 局部總應(yīng)變2.1.2.4 總體總應(yīng)變2.1.2.5 應(yīng)變狀態(tài)2.1.3 應(yīng)變速率2.1.3.1 圓柱坐標(biāo)系2.1.3.2 體積不變2.1.3.3 變形速率2.1.3.4 平均變形速率2.1.4 應(yīng)變功／應(yīng)變功率2.1.5 流變應(yīng)力、流變曲線2.1.5.1 測定方法2.1.5.2 流變應(yīng)力的影響因素2.1.5.3 測得的流變曲線的不確定性2.1.5.4 流變曲線的描述2.1.5.5 熱塑性成形過程中的材料行為2.1.5.6 變形熱2.1.5.7 流變曲線測定時的溫度變化2.1.5.8 單位變形功2.1.5.9 平均流變應(yīng)力2.1.5.10 剪切屈服應(yīng)力2.2 邊界條件2.2.1 連續(xù)性方程2.2.2 摩擦2.2.2.1 依賴于運(yùn)動狀態(tài)的摩擦(粘著摩擦、動摩擦)2.2.2.2 摩擦狀態(tài)2.2.2.3 摩擦的特征參數(shù)2.2.2.4 動摩擦的摩擦定律2.2.2.5 摩擦熱2.2.3 熱傳遞2.2.4 材料參數(shù)和邊界參數(shù)的測定2.2.4.1 發(fā)射率和傳熱系數(shù)2.2.4.2 流變應(yīng)力2.2.4.3 摩擦系數(shù)和摩擦因子2.3 基本方程2.3.1 平衡條件2.3.1.1 圓柱坐標(biāo)系2.3.1.2 特殊情況2.3.2 屈服條件、屈服準(zhǔn)則2.3.2.1 塑性力學(xué)數(shù)學(xué)推導(dǎo)(形變能假說)2.3.2.2 剪應(yīng)力假說2.3.2.3 等效應(yīng)力2.3.2.4 屈服軌跡(屈服面、屈服柱面)2.3.2.5 各向異性的材料行為2.3.3 流動法則、流動定律	2.3.4 等效量2.3.4.1 等效應(yīng)變速率2.3.4.2 等效變形速率2.3.4.3 等效應(yīng)變2.3.4.4 等效變形程度2.4 工藝目標(biāo)量2.4.1 變形功和變形功率2.4.1.1 理想量部分2.4.1.2 摩擦部分2.4.1.3 剪切部分2.4 ,1.4 有效變形功、有效變形功率2.4.2 變形力2.4.2.1 帶直接壓力作用的方法(例如鐓粗和軋制)2.4.2.2 帶間接壓力作用的方法2.4.3 變形抗力2.4.3.1 帶直接壓力作用的方法2.4.3.2 帶間接壓力作用的方法2.4.4 變形效率2.4.5 溫度2.4.6 應(yīng)變能力2.4.7 極限變形程度2.4.8 材料性能和構(gòu)件性能3 塑性力學(xué)的解法3.1 用于塑性成形基本方法的初等塑性理論3..1.1 鐓粗理論(切片模型)3.1.1.1 變形運(yùn)動學(xué)3.1.1.2 應(yīng)變速率3.1.1.3 應(yīng)變3.1.1.4 應(yīng)力狀態(tài)3.1.1.5 變形抗力3.1.1.6 鐓粗力3.1.1.7 鐓粗功3.1.1.8 變形效率3.1.1.9 溫度3.1.2 拔長理論(切片模型)3.1.2.1 變形幾何參數(shù)3.1.2.2 變形運(yùn)動學(xué)3.1.2.3 應(yīng)變速率3.1.2.4 應(yīng)變3.1.2.5 應(yīng)力狀態(tài)3.1.2.6 拔長力3.1.2.7 變形抗力3.1.2.8 拔長變形功3.1.2.9 變形效率3.1.2.10 溫度3.1.3 平軋件縱軋理論(切片模型)3.1.3.1 變形幾何參數(shù)3.1.3.2 變形運(yùn)動學(xué)3.1.3.3 應(yīng)變速率3.1.3.4 應(yīng)變3.1.3.5 應(yīng)力狀態(tài)3.1.3.6 變形抗力3.1.3.7 變形效率3.1.3.8 軋制力3.1.3.9 軋制力矩(對稱軋制)3.1.3.10 軋制功率3.1.3.11 溫度3.1.3.12 軋機(jī)的彈性行為3.1.4 拉拔理論(圓片模型)3.1.4.1 變形幾何參數(shù)3.1.4.2 變形運(yùn)動學(xué)3.1.4.3 應(yīng)變速率3.1.4.4 應(yīng)變3.1..4.5 應(yīng)力狀態(tài)3.1.4.6 拉拔力3.1.4.7 變形功3.1.4.8 變形功率3.1.4.9 變形抗力3.1.4.10 變形效率……4 有限元法5 相似理論參考文獻(xiàn)名詞索引

章節(jié)摘錄

插圖：按照DIN50323標(biāo)準(zhǔn)，摩擦是物體的材料接觸區(qū)域之間的相互作用。摩擦阻礙相對運(yùn)動，即摩擦是指一個阻力。摩擦表示一個機(jī)械功轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问剑ㄖ饕菬幔┑倪^程，并且該過程在參與的物體表面上引起物理和化學(xué)變化。摩擦是一個系統(tǒng)特性，因?yàn)樗蕾囉谠S多影響因素（表面幾何特性、表面擠壓情況、相對速度、溫度、相互接觸的材料特性和空氣濕度等）。如同在許多其他工業(yè)和非工業(yè)領(lǐng)域中一樣，在塑性成形技術(shù)中，人們也把摩擦概念主要與其負(fù)面影響（例如能量損耗，所需作用力的增加，不希望的溫升、磨損等）相聯(lián)系。然而在有些情況下，例如軋制，摩擦對于塑性成形過程的進(jìn)行是必需的。在有些鍛造工序中，若沒有摩擦則是不可設(shè)想，甚至是危險的，因?yàn)殄懺旃ぞ咭坏┢x平行一點(diǎn)，則會把工件從工具的間隙中水平向外推出。在塑性成形過程中，摩擦不僅影響接觸區(qū)域中發(fā)生的情況，而且影響整個變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變狀態(tài)，并因此也影響到變形力的需求和變形功的需求，簡而言之，摩擦影響所有塑性成形的目標(biāo)量。因此，使用的摩擦定律越能很好地描述實(shí)際塑性成形過程，并且為計算所需的參數(shù)越準(zhǔn)確，則所有塑性成形的目標(biāo)量的計算就越準(zhǔn)確。在互相作用區(qū)域真實(shí)發(fā)生的物理和化學(xué)變化是極其復(fù)雜的，僅工具和工件的接觸面就是這樣，它不完全是單純的金屬接觸面。從一外部邊界層（通過表面與潤滑劑以及空氣發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng)所形成的）和一內(nèi)部邊界層（由于機(jī)械加工和塑性成形而產(chǎn)生）的概念出發(fā)，其特性可能與材料基體相差甚遠(yuǎn)，如圖2.50所示。2.2.2.1 依賴于運(yùn)動狀態(tài)的摩擦（粘著摩擦、動摩擦）粘著摩擦（即靜態(tài)摩擦或者靜摩擦）是指作用力不足以在接觸面上引起相對運(yùn)動時的摩擦。

編輯推薦

《金屬塑性成形導(dǎo)論》是由高等教育出版社出版。

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