具體描述
《金屬體積成形工藝及數值模擬技術》介紹瞭各種常見的金屬體積成形工藝及其數值模擬分析建模方法與分析實例。其主要內容包括：自由鍛與模鍛工藝及有限元數值模擬；迴轉成形工藝及其有限元數值模擬；擠壓與型材擠壓工藝及其數值模擬；粉末鍛造、等通道彎角擠壓及微塑成形工藝及其數值模擬；金屬體積成形數值分析理論基礎、有限元分析關鍵技術及主要的有限元數值模擬係統；金屬體積成形優化設計方法及金屬體積成形模具狀況分析等。
《金屬體積成形工藝及數值模擬技術》可作為金屬塑性成形領域人員的參考書，也可供高等院校相關專業的師生使用。
《工業材料加工的基石：塑造精密零件的藝術與科學》 本書並非一本關於金屬體積成形工藝及數值模擬技術的著作，而是聚焦於更廣泛、更基礎的工業材料加工領域，深入探討瞭塑造各類工業材料以達到特定形狀和性能的原理、方法與實踐。它將引導讀者穿越物質變形的迷人世界，從宏觀的工程設計到微觀的材料行為，全麵揭示如何將原始材料轉化為滿足嚴苛工業需求的精密零件。 第一部分：材料的本質與塑性變形的物理原理 我們將從根本上理解構成現代工業的各種材料。內容將涵蓋金屬、聚閤物、陶瓷以及復閤材料的微觀結構、晶體學特性、缺陷（如位錯、晶界）以及它們如何影響材料的力學行為。重點將放在理解材料的屈服強度、抗拉強度、延伸率、硬度和韌性等關鍵性能參數。 隨後，我們將深入探討塑性變形的物理機製。這部分將詳細闡述材料在應力作用下的原子級和晶體級行為，包括滑移、孿生、空位擴散等變形模式。我們將解釋應變硬化、應變軟化、動態迴復和動態再結晶等現象，以及它們如何隨著加工過程的變化而演變。此外，還將討論溫度、應變速率和應變路徑對材料變形行為的影響，為後續的工藝選擇奠定理論基礎。 第二部分：傳統與現代的材料成形技術精粹 本書將係統梳理一係列經典且仍在廣泛應用的材料成形技術。 鍛造： 從簡單的自由鍛造到復雜的模鍛，我們將剖析其基本原理、模具設計原則、工藝參數的優化（如溫度、變形量、道次設計）以及不同類型鍛件的成形特點。重點將放在如何通過鍛造來優化材料的晶粒結構，提升零件的力學性能。 軋製： 無論是闆材、管材還是異形材的軋製，本書都將進行細緻講解。我們將探討開坯軋製、精軋、多道次軋製以及各種軋機（如平整軋機、型材軋機、擠壓軋機）的結構與工作原理。軋製過程中材料的流變行為、變形區分析以及如何控製産品尺寸精度和錶麵質量將是重點。 擠壓： 涵蓋正擠壓、反擠壓和聯閤擠壓等方法，用於生産各種復雜截麵的型材、管材和棒材。我們將詳細闡述模具設計、潤滑技術、擠壓力的計算以及擠壓缺陷的成因與預防。 拉深與衝壓： 對於闆材加工，我們將深入研究拉深、彎麯、剪切、衝孔等基本衝壓工序。內容將包括凸凹模設計、間隙選擇、潤滑、壓料和迴彈控製，以及如何通過優化工藝參數來避免起皺、撕裂和殘餘應力等問題。 粉末冶金與增材製造： 除瞭傳統的塊體材料成形，本書還將介紹現代化的粉末冶金技術，包括粉末製備、壓製成型、燒結過程及其對材料性能的影響。同時，還將觸及增材製造（3D打印）在金屬零件成形方麵的最新進展，介紹其基本原理、材料選擇、工藝控製及其在復雜結構製造中的潛力。 第三部分：工藝過程的優化與性能調控 本部分將超越單一工藝的描述，更側重於如何通過對工藝過程的整體理解和控製，來達到期望的材料性能。 變形與微觀結構演變： 詳細闡述不同成形工藝對材料微觀結構（如晶粒尺寸、晶粒取嚮、相分布、內應力）的影響。我們將解釋如何通過控製變形量、變形溫度、變形速率以及熱處理等協同作用，來細化晶粒、織構優化、消除殘餘應力，從而獲得高強度、高韌性或優異的耐磨性等特定性能。 錶麵工程與精度控製： 探討如何通過成形工藝來改善零件的錶麵質量，如降低錶麵粗糙度、提高錶麵硬度、引入殘餘壓應力等。同時，也將討論尺寸精度和形位公差的控製方法，包括工藝設計、模具精度、工裝夾具以及在綫檢測技術。 殘餘應力及其影響： 深入分析在材料成形過程中産生的殘餘應力的成因、分布規律以及其對零件服役性能（如疲勞壽命、抗應力腐蝕開裂能力）的負麵影響。本書將介紹消除或降低殘餘應力的有效手段，包括熱處理、振動時效、噴丸等。 材料選擇與工藝匹配： 提供指導，幫助讀者根據零件的使用要求（如強度、剛度、耐磨性、耐腐蝕性、導電性等）和加工成本，選擇最閤適的材料和與之匹配的成形工藝。 第四部分：質量控製、檢測與發展趨勢 材料成形不僅僅是變形，更重要的是確保最終産品的質量。 無損檢測技術： 介紹超聲波檢測、射綫檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測等常用的無損檢測方法，以及它們在材料成形過程中的應用，用於發現材料內部和錶麵的缺陷。 金相分析與力學性能測試： 講解如何通過金相顯微鏡觀察材料的微觀結構，以及拉伸試驗、硬度測試、衝擊試驗、疲勞試驗等力學性能測試方法，以評估材料在成形後的性能錶現。 現代材料成形技術的發展方嚮： 展望未來，將探討綠色製造、智能化生産、數字化設計與製造（C2M）、以及新興材料（如高性能閤金、智能材料）在成形技術中的應用前景。 本書將以嚴謹的科學態度，結閤豐富的工程實例，旨在為工程師、技術人員、研究學者以及相關專業的學生提供一個全麵、深入的工業材料加工知識體係。它不僅教授“如何做”，更強調“為何這樣做”，幫助讀者掌握塑造精密零件的藝術與科學，為推動工業進步貢獻力量。
作者簡介
目錄資訊
前言第1章 緒論 1.1 金屬體積成形工藝及其特點 1.2 金屬材料的塑性及其影響因素 1.3 金屬體積成形主要工藝因素 1.4 金屬體積成形常見缺陷 1.5 金屬塑性成形數值分析方法第2章 金屬體積成形數值分析理論基礎及有限元分析關鍵技術 2.1 剛/粘塑性有限元法的基本理論 2.1.1 剛/粘塑性材料的基本假設 2.1.2 塑性力學基本方程及邊值條件 2.1.3 剛/粘塑性材料的變分原理 2.1.4 剛/粘塑性有限元法的解題過程及求解列式 2.2 熱力耦閤分析技術 2.2.1 金屬塑性成形過程中的傳熱學基本方程 2.2.2 熱傳導中的變分原理及有限元求解列式 2.2.3 金屬塑性成形過程中的熱力耦閤分析技術 2.3 摩擦邊界條件的處理與施加 2.3.1 摩擦模型 2.3.2 反正切摩擦模型邊界條件的施加 2.4 動態接觸邊界條件的確定與施加 2.4.1 貼模的判彆方法和處理 2.4.2 接觸節點脫模的判斷與約束的解除 2.5 速度場的收斂性與收斂速度 2.5.1 收斂判彆準則的選取 2.5.2 收斂性與收斂速度 2.6 網格畸變與網格再劃分 2.6.1 網格再劃分的判斷標準 2.6.2 網格生成與再生成 2.6.3 新舊網格係統間的信息傳遞 2.7 剛性區的處理與初始速度場的生成第3章 金屬體積成形有限元模擬係統 3.1 有限元模擬係統的基本結構及框架 3.1.1 模擬係統的結構 3.1.2 模擬係統框架設計 3.2 體積成形有限元模擬係統 3.2.1 DEFORM軟件 3.2.2 ABAQUS軟件 3.2.3 FORGE軟件 3.2.4 QForm軟件 3.2.5 CASFORM軟件第4章 自由鍛與模鍛工藝及其有限元數值模擬 4.1 自由鍛成形工序及工藝特點 4.1.1 自由鍛成形工序 4.1.2 自由鍛工藝特點 4.2 模鍛工藝 4.2.1 開式模鍛 4.2.2 閉式模鍛 4.3 自由鍛工藝數值模擬 4.4 模鍛工藝數值模擬 4.4.1 開式模鍛模擬 4.4.2 閉式模鍛模擬第5章 迴轉成形工藝及其有限元數值模擬 5.1 迴轉成形工藝 5.1.1 輥鍛成形工藝 5.1.2 擺動輾壓工藝 5.1.3 徑嚮鍛造工藝 5.1.4 鏇壓成形工藝 5.1.5 輾擴變形工藝 5.1.6 楔橫軋變形工藝 5.2 擺動輾壓工藝數值模擬 5.2.1 擺動輾壓接觸區域壓力分布.的有限元分析 5.2.2 擺動輾壓變形特徵的有限元分析 5.2.3 擺動輾壓工藝參數對變形規律影響的有限元分析 5.3 軸承套圈冷輾擴成形有限元模擬 5.3.1 軸承套圈成形有限元分析模型的建立 5.3.2 有限元建模的關鍵處理技術 5.3.3 深溝球軸承套圈冷輾擴成形數值模擬第6章 擠壓工藝及其有限元數值模擬 6.1 擠壓工藝的變形方式及工藝特點 6.1.1 擠壓工藝的主要變形方式 6.1.2 擠壓技術的特點 6.2 擠壓技術數值模擬 6.2.1 擠壓成形數值模擬的理論分析基礎 6.2.2 擠壓成形過程中主要的數值模擬方法 6.2.3 擠壓工藝過程DEFORM數值模擬的關鍵技術 6.2.4 擠壓工藝的DEFORM分析流程 6.3 軸嚮擠壓類零件的DEFORM-2D分析實例 6.4 DFL350型活塞頭成形工藝的DEFORM-3D分析實例第7章 鋁型材擠壓工藝及其數值模擬 .1 鋁型材擠壓生産流程及工藝分類 7.2 鋁型材擠壓設備 7.3 鋁型材擠壓成形工藝 7.4 鋁型材擠壓數值模擬實例 7.4.1 實心鋁型材擠壓 7.4.2 空心鋁型材擠壓第8章 其他體積成形工藝及其有限元數值模擬 8.1 粉末鍛造工藝及其有限元數值模擬 8.1.1 粉末鍛造工藝 8.1.2 粉末燒結體鐓粗緻密與成形的有限元分析 8.2 等通道彎角擠壓工藝及其有限元數值模擬 8.2.1 等通道彎角擠壓過程有限元數值模擬研究 8.2.2 ECAP工藝受力分析及數值模擬 8.3 微塑成形工藝及其數值模擬 8.3.1 微塑成形工藝及其特點 8.3.2 微塑成形數值模擬第9章 金屬體積成形的優化設計方法 9.1 鍛造過程優化設計基本理論與方法 9.2 預鍛模形狀優化設計 9.3 微觀組織優化設計 9.4 鍛造工藝及模具優化設計實例第10章 金屬體積成形模具狀況分析 10.1 影響模具失效的基本因素 10.1.1 模具的工作條件 10.1.2 模具的結構形式與幾何形狀 10.2 金屬體積成形模具的工作條件及其失效形式 10.3 模具失效形式分析 10.3.1 磨損 10.3.2 斷裂 10.3.3 變形 10.4 模具工作狀況模擬分析 10.4.1 齒輪坯鍛模應力及變形分析 10.4.2 汽車輪轂鍛模磨損分析及壽命預測附錄 附錄A 國內外常用鋼鋼號對照錶 附錄B 國內外常用鋁及鋁閤金牌號對照錶 附錄C 兩維體積成形剛/粘塑性有限元分析程序參考文獻
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