金属塑性加工力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业

作者:赵志业

出品人:

页数:239

译者:

出版时间:2003-01-01

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787502400415

丛书系列:

图书标签:

• 金属塑性加工
• 塑性力学
• 金属材料
• 加工工艺
• 力学分析
• 有限元
• 材料力学
• 金属成形
• 塑性变形
• 工程材料

金属塑性加工力学 内容概述 《金属塑性加工力学》是一本深度探讨金属塑性变形机理、应力应变分析以及相关工艺过程的专业技术书籍。本书系统地阐述了金属在塑性变形过程中所遵循的力学规律，并将其应用于指导各类金属塑性加工方法的实践。全书内容严谨，理论与实际相结合，旨在为读者提供一套扎实的理论基础和实用的分析工具，以应对金属塑性加工领域的复杂挑战。 第一部分：塑性变形的基础理论 本书的开篇部分，将带领读者深入理解金属塑性变形的本质。这部分内容主要涵盖： 晶体塑性理论： 详细介绍金属的晶体结构，如密排六方、面心立方等，以及位错的产生、运动和交互作用。重点阐述滑移系的概念、滑移方向和滑移面的选择准则（如米塞斯准则），以及孪晶的概念及其在塑性变形中的作用。通过微观机制的剖析，揭示宏观塑性变形的根源。 应力与应变分析： 介绍弹性变形与塑性变形的区别与联系。深入讲解应力状态（主应力、应力张量）和应变状态（主应变、应变张量）的描述方法。重点介绍屈服准则，如冯·米塞斯屈服准则和普朗特-特雷斯卡屈服准则，并解释其在区分弹性与塑性界限时的应用。同时，会涉及应力-应变关系，包括应力-应变曲线的解读，以及材料的强化机制，如加工硬化、固溶强化、沉淀强化和晶界强化等。 塑性应变率与流动应力： 阐述在实际加工过程中，变形速度对材料力学行为的影响。介绍塑性应变率的概念，以及应变率敏感性在高温塑性加工中的重要性。重点分析流动应力，即材料在塑性变形阶段的应力值，并介绍影响流动应力的因素，包括温度、应变率和微观结构。 第二部分：塑性加工过程的力学分析 在掌握了塑性变形的基础理论后，本书将重点分析各种典型的金属塑性加工过程。这部分内容将理论知识与实际工艺紧密结合，提供具体的力学分析方法： 金属轧制力学： 详细分析轧制过程中金属的变形机理。讲解轧制力、轧制力矩、轧制压力分布的计算方法。重点介绍摩擦力在轧制过程中的作用，以及轧辊与金属之间的接触区分析。分析轧制缺陷的产生原因，如表面起皱、带状组织等，并探讨控制方法。会涉及各种轧制工艺，如开坯轧制、精整轧制、型材轧制、板带轧制等，并分析其各自的力学特点。 金属锻造力学： 深入探讨模锻、自由锻等锻造工艺的力学原理。分析锻造过程中金属的流动规律、变形抗力以及模具所承受的载荷。重点介绍镦粗、拔长、弯曲、冲孔等基本锻造操作的力学分析。讲解锻造过程中的温度效应，包括热加工过程中的变形抗力降低和动态回复、动态再结晶现象。讨论锻件尺寸精度和力学性能的影响因素。 金属挤压与拉伸力学： 详细分析金属挤压（正挤压、反挤压、径向挤压）和拉伸过程中的应力分布、变形区形状和变形抗力。讲解挤压比、挤压速度、挤压筒与模具的几何参数对变形过程的影响。分析拉伸过程中颈缩现象的产生机理和影响因素。介绍管材挤压和拉伸的特殊力学问题。 金属冲压成形力学： 关注板材在模具作用下的塑性变形。详细分析落料、冲孔、弯曲、拉深、胀形等典型冲压工序的力学过程。讲解冲压力、模具间隙、凸凹模刃口设计对冲压件质量的影响。分析冲压过程中材料的失效模式，如撕裂、起皱、回弹等，并提出相应的工艺调整和优化方案。 金属挤压与拉丝力学（针对线材和管材）： 专题分析线材和管材在模具中通过挤压或拉伸变形的力学问题。重点关注变形区的应力状态，金属的流动稳定性，以及模具的受力情况。分析影响产品尺寸精度和表面质量的因素，如模具结构、润滑条件和材料性能。 第三部分：塑性加工过程的数值模拟与优化 本书的最后部分，将介绍现代先进的计算工具在金属塑性加工中的应用，并探讨工艺优化策略： 有限元分析（FEA）在塑性加工中的应用： 介绍有限元方法的基本原理，以及如何将其应用于建立金属塑性加工过程的数值模型。重点讲解在模拟过程中如何选择合适的单元类型、本构模型（如弹塑性模型）、边界条件和接触算法。展示有限元模拟在预测应力、应变、温度分布、预测材料流动、分析工具受力以及预测潜在缺陷方面的能力。 工艺参数优化与控制： 基于力学理论和数值模拟结果，探讨如何优化塑性加工工艺参数，以提高产品质量、降低生产成本、延长工具寿命。例如，如何通过调整轧制道次、锻造顺序、模具设计、挤压速度等参数来达到最佳效果。介绍先进的工艺控制技术，如闭环控制系统，以实现加工过程的实时监控和反馈调节。 材料选择与组织控制： 讨论在不同塑性加工工艺下，材料的成分、微观结构对其加工性能的影响。介绍如何根据加工要求选择合适的金属材料，以及通过热处理、变形控制等手段来改善材料的加工性能和最终产品的力学性能。 本书特色 理论体系完整： 从基础的晶体塑性理论到复杂的加工过程分析，构建了系统而全面的理论框架。 注重力学分析： 强调运用力学原理和方法来理解和解决塑性加工中的实际问题。 结合实际工艺： 紧密联系各类金属塑性加工的实际操作，使理论知识更具指导意义。 引入先进方法： 介绍有限元模拟等现代计算工具，为读者提供解决复杂问题的有效手段。 内容循序渐进： 章节安排合理，由浅入深，适合不同层次的读者学习。 适用读者 本书适合高等院校机械工程、材料科学与工程、冶金工程等专业的研究生、高年级本科生阅读。同时，也适用于从事金属塑性加工领域的科研人员、工程师及技术管理人员参考。

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说实话，我一开始对这本书的期望值并不高，总觉得这类偏向工程力学的书籍难免会有些枯燥和晦涩。然而，当我真正深入其中后，才发现自己的担忧完全是多余的。这本书的叙事节奏把握得相当到位，它没有一上来就抛出复杂的有限元分析（FEA）细节，而是用一种非常平滑的方式引导读者进入复杂问题的求解路径。最让我感到惊喜的是它在“缺陷控制”那一章的处理手法。以往我看到的资料大多是总结性的，列举出常见的折叠、开裂、表面粗糙等问题，然后给出一两个简单的解决办法。但《金属塑性加工力学》却采取了“逆向工程”的思路，它详细剖析了形成这些缺陷的微观应力集中点和能量耗散路径，比如在深拉深过程中，拉伸筋和压边力的协同作用如何影响边壁的应变均匀性。书中给出的等效应变演化图和网格畸变分析，配合着清晰的流程图，让人对如何规避这些致命缺陷有了立竿见影的认识。这种将理论分析与实际质量控制紧密结合的写作风格，极大地提升了阅读的实用价值，感觉它不是在“教”我知识，而是在“赋予”我解决问题的能力。

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这本书的结构编排，体现出作者深厚的教学功底和对学科脉络的精准把握。从宏观的应变率效应到微观的动态回复机制，过渡得非常自然流畅。我特别欣赏它在处理“高温加工”部分时的严谨性。在描述高温再结晶和晶界迁移时，它没有仅仅停留在经典的霍尔-佩奇定律的范畴内，而是引入了先进的计算热力学模型，用来预测不同合金系（比如钛合金和镍基高温合金）在超塑性流动状态下的精确流变应力。书中有好几个图表，对比了不同热处理历史对最终产品疲劳寿命的影响曲线，这些数据点都来自于实际的大型生产线反馈，真实性毋庸置疑。对于我们这些需要进行跨尺度模拟的研发人员来说，这本书提供了一个非常坚实的理论基础来支撑CAE模型的建立和校准。它的参考文献列表也非常扎实，很多都是近十年来的顶级期刊成果，这保证了书中所述理论的前沿性和权威性，让人读起来心服口服，绝对不是一本过时的旧资料。

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这部《金属塑性加工力学》的封面设计着实引人注目，那种深沉的金属质感和巧妙的光影处理，立刻就把人拉入了一个关于材料变形与内在力量的世界。我翻开这本书，首先映入眼帘的是对于基础理论的系统梳理，它不像某些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是通过大量的工程实例来串联起塑性流动、应力状态和材料本构关系这些核心概念。比如，作者在讲解冷轧过程中如何精确控制厚度偏差时，那段关于晶粒结构演变和亚结构形成的论述，简直是教科书级别的精彩。我印象最深的是它对“本构模型选择”的深入探讨，不同于传统教材只是罗列齐次本构关系，这本书花了相当篇幅去对比粘塑性模型、弹塑性模型在高速锻造和慢速挤压中的适用性差异，甚至还引入了先进的晶体塑性学的一些前沿观点，这对于我这种想在实际生产中优化工艺参数的工程师来说，无疑提供了强大的理论武器。它没有满足于仅仅描述“发生了什么”，而是深入挖掘了“为什么会发生”以及“如何通过控制变量来实现我们想要的结果”。读完前几章，我就感觉到，这本书不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何“理解”金属的脾气，而不是简单地套用公式。

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这本书的文字风格是极其严谨和逻辑化的，但同时又保持了一种面向实践的务实态度。比如，在讲解模具设计时，它没有陷入纯粹的几何建模的细节泥潭，而是着重分析了**模具材料**在承受周期性高载荷时的**蠕变特性**和**接触疲劳**风险。作者在分析某特定挤压模具失效案例时，详细推导了接触面积变化率与局部应力集中的关系，并给出了一个经验修正系数，这个系数在我的实际工装设计中做过小范围验证，效果出奇地好。这本书的特色在于，它总能将抽象的力学原理，转化成可以量化的工程参数。比如，它对“残余应力”的解读就非常到位，不仅解释了残余应力的来源（塑性变形不均匀性），更重要的是，它提供了几种常用的无损检测方法（如X射线衍射法）的适用范围和误差分析，让读者清楚地知道如何去**测量**和**控制**这个看不见的“隐形杀手”。这种从理论到测量再到控制的完整闭环叙述，是很多同类书籍所欠缺的。

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初读《金属塑性加工力学》，我以为它会是那种侧重于纯粹数学推导的学术著作，但实际阅读体验让我大为改观，它更像是一本高精度的工艺指导手册，只是底层的理论支撑极为深厚。这本书对“过程控制”的重视程度，远远超出了我的预期。它花了大量的篇幅来讨论**在线监测技术**在塑性加工中的应用，特别是针对高速冲击成形和旋压这类非稳态过程。书中详细介绍了如何利用声发射技术来实时监测材料内部的微裂纹萌生，以及如何将这些信号与加工速度进行耦合分析，以确定最佳的停机或调整参数的时机。更让我感到专业的是，它深入讨论了**材料的各向异性**对最终产品性能的长期影响，不仅仅停留在库仑-莫尔圆的层面，而是结合了晶体取向分布函数（ODF）来预测冲压件在不同方向上的延展性和抗疲劳性能。这种对细节的极致追求，使得这本书在工程应用层面具有极强的指导意义，它真的能帮助从业者在复杂、多变的生产环境中做出更明智的决策，减少试错成本。

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