材料成形理論基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《研究生規(guī)劃教材·材料成形理論基礎(chǔ)》介紹了材料成形基礎(chǔ)理論中一些共性的問題，在基礎(chǔ)理論方面介紹了材料成形的冶金學(xué)原理和力學(xué)基礎(chǔ)，在分析方法方面介紹了液態(tài)金屬的凝固原理、液態(tài)材料流動問題的分析方法以及固體材料的本構(gòu)關(guān)系。為根據(jù)實際問題的特點建立合理的理論分析和數(shù)值計算模型，正確地分析、評價和利用、理解數(shù)值模擬結(jié)果，有效地解決科學(xué)研究和實際工程問題，奠定了理論基礎(chǔ)。

作者簡介

　　董湘懷，男，1955年11月生，漢族，中國共產(chǎn)黨黨員。1982年畢業(yè)于華中工學(xué)院鍛壓專業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。1984年在華中工學(xué)院獲工學(xué)碩士學(xué)位，研究課題為自由鍛造過程的最優(yōu)化。1984年至1987年在中南工業(yè)大學(xué)材料系任教。1991年在華中理工大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位。研究課題為軸對稱及三維金屬板料成形過程的有限元模擬。1993年至1996年在日本大阪大學(xué)和大阪工業(yè)大學(xué)從事博士后研究，研究課題為晶體塑性理論及其在板材成形過程的動力顯式有限元模擬中的應(yīng)用。1996年回國后歷任華中科技大學(xué)材料學(xué)院副教授、教授、博士生導(dǎo)師，主持塑性成形模擬及模具技術(shù)國家重點實驗室塑性成形模擬研究室的研究工作，兼任全國鍛壓學(xué)會理論學(xué)術(shù)委員會委員兼秘書?！　⊙芯款I(lǐng)域包括：材料加工過程的計算機(jī)模擬及工藝優(yōu)化的理論研究和軟件開發(fā)，材料加工中本構(gòu)關(guān)系的宏微觀結(jié)合研究，應(yīng)用DEFORM、AutoForm、DYNAFORM和ANSYS等國際知名軟件進(jìn)行材料加工、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等工程實際問題的數(shù)值分析。其中包括理論研究、應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)咨詢?！　〕袚?dān)和完成了國家及湖北省自然科學(xué)基金、教育部優(yōu)秀年輕教師基金等應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目，國家十五攻關(guān)重點項目等應(yīng)用開發(fā)項目以及企業(yè)委托的咨詢和應(yīng)用項目共10余項，主持開發(fā)了板材成形計算機(jī)模擬軟件VFORM。獲部級科技進(jìn)步二、三等獎各1項，發(fā)表論文60余篇，其中被EI等中、英、俄文索引雜志收錄6篇次。講授材料加工工程專業(yè)有關(guān)材料成形計算機(jī)模擬方面的本科、碩士和博士課程。出版教材2本。

書籍目錄

第1章　材料成形的冶金學(xué)原理1.1　材料成形中的流體流動1.2　材料成形中的熱量傳輸原理1.3　材料成形中的質(zhì)量傳輸原理1.4　氣體一液體一固體之間的界面熱力學(xué)1.5　燃燒反應(yīng)的熱力學(xué)及動力學(xué)1.6　熔液、熔渣與熔劑的性質(zhì)1.7　氧化還原反應(yīng)原理1.8　真空熔煉原理思考題第2章　材料成形分析的力學(xué)基礎(chǔ)2.1　連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本概念2.2　張量分析基礎(chǔ)2.3　運動與變形2.4　應(yīng)力2.5　基本方程和原理思考題第3章　液態(tài)金屬的凝固原理3.1　液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)及特性3.2　金屬材料的凝固生核與長大3.3　液態(tài)金屬凝固過程中的傳熱3.4　液態(tài)金屬凝固過程中的溶質(zhì)分配3.5　金屬凝固過程中的“成分過冷”現(xiàn)象及胞晶形態(tài)3.6　共晶凝固及包晶凝固3.7　定向凝固和快速凝固思考題第4章　液態(tài)材料流動問題的分析方法4.1　流體的連續(xù)介質(zhì)假設(shè)4.2　影響流動特性的基本因素4.3　研究流動問題的基本途徑4.4　邊界層理論4.5　相似理論與量綱分析思考題第5章　固體材料的本構(gòu)關(guān)系5.1　概述5.2　彈性本構(gòu)方程5.3　彈塑性本構(gòu)方程5.4　黏塑性本構(gòu)方程5.5　塑性細(xì)觀力學(xué)本構(gòu)方程思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 材料成形的冶金學(xué)原理　　1.2 材料成形中的熱量傳輸原理　　1.2.1　基本概念　　1.2.1.1 三種傳熱方式　　熱量傳輸簡稱傳熱，是一種極為普遍而又重要的物理現(xiàn)象。工件在制造工藝中的加熱、冷卻、熔化和凝固等均與熱量的傳遞息息相關(guān)。熱量傳遞有三種基本方式：導(dǎo)熱、對流和輻射。　　（1）導(dǎo)熱　　物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動進(jìn)行的熱量傳遞稱為導(dǎo)熱?！　。?）對流　　對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷、熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞方式。對流僅能發(fā)生在流體中，而且必然伴隨著導(dǎo)熱。工程上常遇到的不是單純對流方式，而是流體流過固體表面時對流和導(dǎo)熱聯(lián)合起作用的方式。后者稱為對流換熱，以區(qū)別于單純對流?！　α鲹Q熱按引起流體流動的不同原因可分為自然對流與強(qiáng)制對流兩大類。自然對流是由于液體冷、熱各部分密度不同而引起的。暖氣片表面附近熱空氣向上流動就是一個例子。如果流體的流動是由于水泵、風(fēng)機(jī)或其他壓差所造成的，則稱為強(qiáng)制對流。另外，沸騰及凝結(jié)也屬于對流換熱，熔化及凝固則除導(dǎo)熱機(jī)理外也常伴有對流換熱，并且它們都是帶有相變的對流換熱現(xiàn)象?！　。?）熱輻射　　物體通過電磁波傳遞能量的方式稱為輻射。物體會因各種原因發(fā)出輻射能，其中因熱的原因發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射?！　?.2.1.2　傅里葉導(dǎo)熱定律　　描述導(dǎo)熱現(xiàn)象的基本規(guī)律是傅里葉導(dǎo)熱定律，它是一個經(jīng)驗公式。通過平板的導(dǎo)熱如圖1-10所示。平板的兩個表面均維持各自的均勻溫度。這是一維導(dǎo)熱問題。對于2方向上任意一個厚度為dx的微薄層，根據(jù)傅里葉定律，單位時間內(nèi)通過該層的熱量，與該處的溫度變化率及平板的截面積A成正比，即式中，A是個比例系數(shù)，稱為熱導(dǎo)率。

編輯推薦

　　《研究生規(guī)劃教材·材料成形理論基礎(chǔ)》可作為材料加工工程及相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可作為材料加工工程研究生考試參考書，可供已經(jīng)具有材料成形基本知識的工程技術(shù)人員進(jìn)一步學(xué)習(xí)參考?！　榱苏莆詹牧铣尚晤I(lǐng)域中不斷涌現(xiàn)的新理論、新方法，根據(jù)實際問題的特點建立合理的理論分析和數(shù)值計算模型，正確地分析、評價和利用、理解數(shù)值模擬結(jié)果，有效地解決科學(xué)研究和實際工程問題，需要在大學(xué)本科課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解更加深入的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識。《研究生規(guī)劃教材·材料成形理論基礎(chǔ)》針對這種需求，介紹了材料成形基礎(chǔ)理論中一些共性的問題，在基礎(chǔ)理論方面介紹了材料成形的冶金學(xué)原理和力學(xué)基礎(chǔ)，在分析方法方面介紹了液態(tài)金屬的凝固原理、液態(tài)材料流動問題的分析方法以及固體材料的本構(gòu)關(guān)系。

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