王仲仁、胡衛(wèi)龍、胡藍編著的這本《屈服準則與塑性應力-應變關系理論及應用》是國內外首次由有工程應用背景的教授與專家共同撰寫的關于屈服準則與塑性應力-應變關系的專著。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、航空及汽車領域新近研發(fā)的眾多材料的單向拉伸力學特性;第三章介紹了驗證屈服準則與塑性應力-應變關系的薄壁管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應力-應變關系增量理論導出的應力-應變順序對應規(guī)律及其實驗驗證;第八章給出了多種塑性加工工序應力-應變分析實例,不僅給出具體問題的應力-應變分析結果,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、力學及機械科學研究的大學老師、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)于北京鋼鐵學院(現(xiàn)北京科技大學),隨即到哈爾濱工業(yè)大學師從前蘇聯(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 王仲仁,1934年生于江蘇,1955年畢業(yè)于北京鋼鐵學院(現(xiàn)北京科技大學),隨即到哈爾濱工業(yè)大學師從前蘇聯(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會內中國唯一的高級顧問委員會常務委員,哈爾濱工業(yè)大學球形容器設計研究所所長。 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、省部級科學技術一等獎2項和二等獎7項,主編《塑性加工力學基礎》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,師從王仲仁教授,1992年畢業(yè)獲得博士學位。攻讀博士期間,與導師在《力學學報》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)大學材料加工工程專業(yè)碩士和博士學位。博士期間師從苑世劍教授,從事大型薄壁構件充液整體成形技術研究,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)任上海航天設備制造總廠塑性成形工藝研究室主任兼車間技術主任,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、大型復雜構件拉深技術等研究。目前,作為技術負責人,參與國家重大科技項目2項、省部級項目3項,發(fā)表學術論文近20篇。
第一章 塑性力學的基本概念與主要公式
1.1 應力分析
1.1.1 應力的概念
1.1.2 應力狀態(tài)及其描述
1.1.3 應力張量及應力偏張量
1.1.4 應力莫爾圓
1.1.5 微元體平衡方程
1.2 應變分析
1.2.1 名義應變與真實應變
1.2.2 小變形時應變與位移的關系方程
1.2.3 最大剪應變及八面體應變表達式
1.2.4 應變速率與應變速率張量
1.2.5 體積不變條件與主應變圖
1.3 常用的屈服準則
1.3.1 屈服準則的概念 第一章 塑性力學的基本概念與主要公式
1.1 應力分析
1.1.1 應力的概念
1.1.2 應力狀態(tài)及其描述
1.1.3 應力張量及應力偏張量
1.1.4 應力莫爾圓
1.1.5 微元體平衡方程
1.2 應變分析
1.2.1 名義應變與真實應變
1.2.2 小變形時應變與位移的關系方程
1.2.3 最大剪應變及八面體應變表達式
1.2.4 應變速率與應變速率張量
1.2.5 體積不變條件與主應變圖
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)學建模
1.4.2 統(tǒng)一屈服準則的數(shù)學表達式
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 屈服準則的應用
1.7 塑性應力-應變關系經(jīng)典理論
1.7.1 塑性變形時應力-應變關系理論在早期的發(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特性的試驗研究
2.1 應變強化材料單向拉伸的應力-應變關系
2.2 應變速率強化材料單向拉伸的應力-應變關系
2.3 應變強化與應變速率強化共存時單向拉伸的應力-應變關系
2.4 包辛格效應
2.5 碳纖維復合材料拉伸試驗
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 材料真實應力-應變曲線
2.6.3 板材力學性能參數(shù)
參考文獻
第三章 非單向加載條件下材料力學性能試驗研究
3.1 薄壁管P-p試驗研究結果
3.2 薄壁管JP-M試驗研究結果
3.3 薄板雙向拉伸試驗
3.4 靜水應力對材料力學特性的影響
3.4.1 高壓試驗測試技術
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 薄壁管雙向壓應力試驗裝置
3.6.2 試驗結果及其分析
3.7 體積成形時的應變場物理模擬方法
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 受靜水應力影響的初始屈服軌跡特征
4.2 應力狀態(tài)類型與靜水應力對材料屈服特性的綜合影響
4.2.1 應力狀態(tài)類型與靜水應力共同影響的屈服方程
4.2.2 應力狀態(tài)類型與靜水應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聯(lián)的形式及基本特性
4.3.2 屈服方程與塑性位勢相關聯(lián)的形式及基本特性
4.3.3 屈服方程預測值與試驗數(shù)據(jù)問的比較
參考文獻
第五章 后續(xù)屈服與塑性應力-應變關系分析的相關理論
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聯(lián)的塑性應力-應變關系
5.3.2 屈服方程與塑性位勢非關聯(lián)的塑性應力-應變關系
5.4 材料塑性變形中出現(xiàn)的“軟化”現(xiàn)象
5.4.1 壓力敏感性材料應力-應變關系的力學模型
5.4.2 各向異性材料應力-應變關系的力學模型
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關系
6.1.1 等向強化的基本特性
6.1.2 等向強化模型所對應的塑性本構關系
6.2 各向異性材料的非等向強化特性及塑性本構關系
6.2.1 各向異性強化及在主應力空間的表現(xiàn)形式
6.2.2 各向異性塑性應變增量的預測
6.2.3 各向異性強化對成形板件反彈數(shù)值模擬結果的影響
6.2.4 各向異性塑性流動特性對塑性本構關系的影響
6.3 壓力敏感性材料的非等向強化特性及塑性本構關系
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)及塑性應變關系式中比例參數(shù)的確定
6.3.3 塑性本構關系的應用特性及預測結果與試驗結果的比較
6.4 包辛格效應對塑性本構關系的影響
6.4.1 考慮包辛格效應的基本塑性應變增量本構關系
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 應力-應變順序對應規(guī)律及其在塑性成形工序分析中的應用
7.1 應力-應變順序對應規(guī)律及其試驗驗證
7.1.1 應力-應變順序對應規(guī)律
7.1.2 應力-應變順序對應規(guī)律的試驗驗證
7.1.3 應力-應變順序對應規(guī)律的應用
7.2 平面應力屈服圖形的分區(qū)
7.3 平面應力塑性成形工序應力-應變分析
7.3.1 管材拉拔
7.3.2 板材拉深
7.3.3 內高壓成形
7.4 Mises屈服柱面的展開與三向應力狀態(tài)在其中的表征
7.5 三向應力狀態(tài)屈服面上的應力-應變分區(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)中不同質點的加載路徑
參考文獻
第八章 典型平面應力成形工序的應力-應變分布解析與數(shù)值模擬
8.1 軸對稱平面應力穩(wěn)態(tài)成形各工序應力-應變分布的增量理論解
8.1.1 應力與應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
8.1.4 無摩擦穩(wěn)態(tài)成形的應力-應變分布
8.1.5 有摩擦穩(wěn)態(tài)流動錐面成形的應力-應變分布
8.2 縮口工序的應力-應變分析與試驗研究
8.2.1 縮口工序應力-應變分析的增量理論解
8.2.2 縮口工序應力-應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 拉拔工序的應力-應變分析與試驗研究
8.3.1 無芯拉拔過程應力-應變分析
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 我國塑性本構關系研究的近況
附錄二 塑性應力應變關系理論的文獻總結
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合加載下的試驗研究