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屈服準則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
王仲仁、胡衛(wèi)龍、胡藍編著的這本《屈服準則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理論及應(yīng)用》是國內(nèi)外首次由有工程應(yīng)用背景的教授與專家共同撰寫的關(guān)于屈服準則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的專著。第一章重點介紹了 Mises屈服準則、Tresca屈服準則、雙剪應(yīng)力屈服準則及統(tǒng)一屈服準則;第二章列舉了航天、航空及汽車領(lǐng)域新近研發(fā)的眾多材料的單向拉伸力學(xué)特性;第三章介紹了驗證屈服準則與塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的薄壁管P-p試驗、P-M試驗、薄板雙向拉伸試驗、薄壁管加外壓與軸壓的雙向壓應(yīng)力試驗,以及王仲仁與朱寶泉首次對超塑性材料進行的薄壁管P-p 試驗研究;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)變增量梯度理論的一般性定理和后續(xù)塑性變形的幾種強化特性;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)律及其實驗驗證;第八章給出了多種塑性加工工序應(yīng)力-應(yīng)變分析實例,不僅給出具體問題的應(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。 本書可供從事材料科學(xué)、力學(xué)及機械科學(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號至6號飛船及嫦娥1號探測衛(wèi)星和其他大型航天器升空前均在該空間環(huán)境模擬器中進行相關(guān)性能測試。他發(fā)明了無模脹球工藝,即不用壓力機、不用模具制造球形容器。已用該技術(shù)制造液化氣球形儲罐、壓力供水罐、球形供水塔。 他主持了第四屆國際塑性加工會議,現(xiàn)為該國際塑性加工學(xué)會內(nèi)中國唯一的高級顧問委員會常務(wù)委員,哈爾濱工業(yè)大學(xué)球形容器設(shè)計研究所所長。 他曾先后獲國家科技進步二等獎2項、國家發(fā)明四等獎1項、省部級科學(xué)技術(shù)一等獎2項和二等獎7項,主編《塑性加工力學(xué)基礎(chǔ)》等書籍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》上聯(lián)合發(fā)表了廣義屈服準則方面的論文。畢業(yè)后,曾在企業(yè)和政府部門工作,曾任深圳市統(tǒng)計信息局總經(jīng)濟師、信息產(chǎn)業(yè)辦公室常務(wù)副主任及國資和外資企業(yè)總經(jīng)理等職。1999年到美國,現(xiàn)為Troy Design&Manufacturing INC(美國福特汽車公司全資子公司)技術(shù)專家(Technical Specialist)。 胡藍,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)秀博士出國訪問計劃入選者到英國進行交流,F(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)負責人,參與國家重大科技項目2項、省部級項目3項,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)變與真實應(yīng)變 1.2.2 小變形時應(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 常用的屈服準則 1.3.1 屈服準則的概念 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)變與真實應(yīng)變 1.2.2 小變形時應(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 常用的屈服準則 1.3.1 屈服準則的概念 1.3.2 Mises屈服準則 1.3.3 Tresca屈服準則 1.3.4 Mises與Tresca屈服準則的幾何圖形 1.3.5 雙剪應(yīng)力屈服準則 1.4 統(tǒng)一屈服準則 1.4.1 統(tǒng)一屈服準則的數(shù)學(xué)建模 1.4.2 統(tǒng)一屈服準則的數(shù)學(xué)表達式 1.4.3 統(tǒng)一屈服準則的幾何圖示 1.4.4 統(tǒng)一屈服準則的擴展 1.5 廣義屈服準則 1.5.1 廣義屈服準則的表達式 1.5.2 廣義屈服準則的物理概念、幾何意義及其簡化形式 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 第二章 單向拉伸時材料力學(xué)特性的試驗研究 2.1 應(yīng)變強化材料單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2.2 應(yīng)變速率強化材料單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2.3 應(yīng)變強化與應(yīng)變速率強化共存時單向拉伸的應(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 2.6 各向異性材料的拉伸試驗 2.6.1 試驗材料及方案 2.6.2 材料真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線 2.6.3 板材力學(xué)性能參數(shù) 參考文獻 第三章 非單向加載條件下材料力學(xué)性能試驗研究 3.1 薄壁管P-p試驗研究結(jié)果 3.2 薄壁管JP-M試驗研究結(jié)果 3.3 薄板雙向拉伸試驗 3.4 靜水應(yīng)力對材料力學(xué)特性的影響 3.4.1 高壓試驗測試技術(shù) 3.4.2 靜水壓力對材料流動行為的影響 3.4.3 靜水壓力對材料斷裂行為的影響 3.5 其他非單向拉伸試驗研究 3.5.1 平面壓縮試驗 3.5.2 法向和切向載荷試驗 3.6 雙向壓應(yīng)力加載對薄壁管縮頸過程進行模擬試驗研究 3.6.1 薄壁管雙向壓應(yīng)力試驗裝置 3.6.2 試驗結(jié)果及其分析 3.7 體積成形時的應(yīng)變場物理模擬方法 參考文獻 第四章 不同因素對初始屈服準則及屈服軌跡的影響 4.1 靜水應(yīng)力對材料屈服特性的影響 4.1.1 Dmcker-Prager屈服方程的一般表達形式 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)類型與靜水應(yīng)力對材料屈服特性的綜合影響 4.2.1 應(yīng)力狀態(tài)類型與靜水應(yīng)力共同影響的屈服方程 4.2.2 應(yīng)力狀態(tài)類型與靜水應(yīng)力對材料屈服特性的影響 4.2.3 屈服方程的簡化形式 4.2.4 屈服方程的預(yù)測值與試驗數(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無關(guān)聯(lián)的形式及基本特性 4.3.2 屈服方程與塑性位勢相關(guān)聯(lián)的形式及基本特性 4.3.3 屈服方程預(yù)測值與試驗數(shù)據(jù)問的比較 參考文獻 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 塑性位勢概念的提出 5.2.2 塑性位勢的基本物理概念 5.2.3 Mises屈服函數(shù)(塑性位勢)的物理含義 5.3 塑性應(yīng)變增量梯度理論的一般性定理及等效強化狀態(tài) 5.3.1 屈服方程與塑性位勢相關(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 第六章 塑性變形的幾種強化特性 6.1 材料的等向強化特性及塑性本構(gòu)關(guān)系 6.1.1 等向強化的基本特性 6.1.2 等向強化模型所對應(yīng)的塑性本構(gòu)關(guān)系 6.2 各向異性材料的非等向強化特性及塑性本構(gòu)關(guān)系 6.2.1 各向異性強化及在主應(yīng)力空間的表現(xiàn)形式 6.2.2 各向異性塑性應(yīng)變增量的預(yù)測 6.2.3 各向異性強化對成形板件反彈數(shù)值模擬結(jié)果的影響 6.2.4 各向異性塑性流動特性對塑性本構(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 6.3.2 等效強化狀態(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)測結(jié)果與試驗結(jié)果的比較 6.4 包辛格效應(yīng)對塑性本構(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)變增量本構(gòu)關(guān)系 6.4.2 由運動強化所產(chǎn)生的非材料屬性的各向異性塑性流動特性 參考文獻 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)律及其試驗驗證 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)律的試驗驗證 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)壓縮時工件變形區(qū)中不同質(zhì)點的加載路徑 參考文獻 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 軸對稱平面應(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)變分布的兩種表達形式 8.1.2 薄筒件穩(wěn)態(tài)成形分類 8.1.3 基本公式與主要假設(shè) 8.1.4 無摩擦穩(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 縮口過程的工藝試驗研究 8.3 拉拔工序的應(yīng)力-應(yīng)變分析與試驗研究 8.3.1 無芯拉拔過程應(yīng)力-應(yīng)變分析 8.3.2 無芯拉拔過程試驗研究 8.3.3 無芯拉拔過程數(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數(shù)值解 8.4.3 基于增量理論的有限元分析 8.5 強化模型對板材成形過程影響的數(shù)值分析 8.5.1 運用等向強化模型和等向強化/運動強化模型對板材成形過程數(shù)值模擬的對比分析 8.5.2 利用運動強化進行汽車沖壓件成形過程的數(shù)值模擬實例分析 8.6 橢球液壓脹形過程的數(shù)值模擬 8.6.1 橢球殼體無模液壓脹形變形特征分析 8.6.2 有限元分析 參考文獻 附錄一 我國塑性本構(gòu)關(guān)系研究的近況 附錄二 塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系理論的文獻總結(jié) 附錄三 Hill各向異性屈服準則的發(fā)展與Hosford及Barlat屈服準則 附錄四 Sn-Pb共晶超塑性材料薄壁管在復(fù)合加載下的試驗研究
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