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第1章 金属板材成形过程的有限元模型1

1.1 引言3

1.2 连续介质力学基础3

1.2.1 简介3

1.2.2 应变的度量4

1.2.3 应力的度量7

1.3 材料模型8

1.4 微小变形的基本方程10

1.5 有限变形的基本方程11

1.6 刚塑性金属板材分析的Eulerian方程——流动方法13

1.7 动力显式方法15

1.8 板材成形过程模拟的发展历史17

参考文献20

第2章 金属板材的塑性变形行为22

2.1 金属板材的各向异性26

2.1.1 单轴各向异性系数26

2.1.2 双轴各向异性系数31

2.2 各向同性材料的屈服准则33

2.2.1 Tresca屈服准则35

2.2.2 Huber-Mises-Hencky屈服准则36

2.2.3 Drucker屈服准则37

2.2.4 Hershey屈服准则37

2.3 各向异性材料的屈服准则：经典准则38

2.3.1 Hill类屈服准则38

2.3.2 Hershey类屈服准则：基于晶体塑性的屈服准则51

2.3.3 极坐标表示的屈服准则63

2.3.4 其他屈服准则64

2.4 先进的各向异性屈服准则65

2.4.1 Barlat屈服准则65

2.4.2 Banabic-Balan-Comsa（BBC）屈服准则68

2.4.3 Cazacu-Barlat屈服准则71

2.4.4 Vegter屈服准则74

2.4.5 多项式屈服准则75

2.5 BBC 2005屈服准则77

2.5.1 屈服面的方程77

2.5.2 屈服面相关联的流动法则77

2.5.3 BBC2005等效应力78

2.5.4 确定步骤79

2.5.5 BBC 2005屈服方程的特殊形式88

2.6 BBC 2008屈服准则89

2.6.1 屈服面方程89

2.6.2 BBC2008等效应力89

2.6.3 确定步骤90

2.7 关于屈服准则的选择93

2.7.1 屈服准则的比较93

2.7.2 屈服准则性能的评价96

2.7.3 屈服准则确定过程中的力学参数98

2.7.4 屈服准则在数值模拟程序中的应用99

2.7.5 各向异性屈服准则发展的回顾99

2.7.6 展望100

2.8 包辛格效应的模拟101

2.8.1 金属板材成形过程中的反向加载101

2.8.2 实验现象102

2.8.3 包辛格效应的物理本质103

2.8.4 唯象模型104

参考文献112

第3章 金属板材的成形性118

3.1 引言119

3.2 金属板材成形性能的评价123

3.2.1 基于模拟实验的方法123

3.2.2 极限胀形高度法126

3.3 成形极限图127

3.3.1 定义：历史127

3.3.2 FLD的实验确定131

3.3.3 极限应变的确定方法136

3.3.4 FLC的影响因素139

3.3.5 FLD的实际应用147

3.4 成形极限线的理论预测151

3.4.1 Swift模型152

3.4.2 Hill模型154

3.4.3 M-K模型和H-N模型154

3.4.4 M-K模型和H-N模型的隐式计算156

3.4.5 线性扰动理论163

3.4.6 改进的最大载荷准则163

3.5 FLC预测的专用软件165

3.6 半经验模型171

参考文献172

第4章 金属板材成形过程的数值模拟181

4.1 AutoForm解决方案181

4.1.1 模拟在工艺制定中的作用181

4.1.2 数字化制造工艺制定中的材料数据183

4.1.3 零件可行性分析184

4.1.4 制造可行性分析189

4.1.5 生产可行性分析194

4.1.6 模拟结果的质量199

4.1.7 综合数字制造工艺199

4.2 基本成形过程的模拟200

4.2.1 胀形成形过程的模拟200

4.2.2 球底杯形件胀形过程的模拟203

4.2.3 十字形模具成形的模拟206

4.3 实际零件成形过程的模拟212

4.3.1 后备箱外板的模拟212

4.3.2 Volvo C30纵梁外板的模拟216

4.4 金属板材成形过程的鲁棒设计217

4.4.1 材料参数的变化218

4.4.2 AutoForm-Sigma219

4.4.3 鲁棒设计：实例分析220

4.4.4 结论228

4.5 回弹分析228

4.5.1 简介228

4.5.2 实例描述229

4.5.3 回弹模拟精度的影响因素230

4.5.4 回弹模拟设置参数的优化：最终验证设置236

4.5.5 Numisheet 2005 1＃标准考题的模拟237

4.5.6 结论240

4.6 计算机辅助回弹补偿241

4.6.1 简介241

4.6.2 计算机辅助回弹补偿的基本方法241

4.6.3 计算机辅助回弹补偿精度的影响因素242

4.6.4 计算机辅助回弹补偿的基本流程243

4.6.5 Numisheet 2005 1＃标准考题的回弹补偿244

4.6.6 结论249

致谢250

参考文献250