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《金属塑性成形有限元数值模拟》在简要介绍金属塑性成形变形力学知识的基础之上，叙述了有限元数值模拟的基本原理、基本步骤，平面和空间有限元模拟的基本方法；还介绍了金属塑性成形的弹塑性有限元法和刚塑性有限元法，并且针对金属塑性成形的微观机理，介绍了目前的研究热点——晶体塑性有限元方法。最后，介绍了大型商用非线性有限元软件ABAQUS，并在此软件环境下给出了若干个塑性成形过程的模拟实例。

内容简介

《金属塑性成形有限元数值模拟》简要介绍了金属塑性成形理论基础，并系统介绍了有限元法基础理论；针对金属塑性成形的特点，详细介绍了弹塑性有限元法和刚塑性有限元法理论；从塑性变形的微观机理出发，介绍了晶体塑性有限元模拟的基础理论；在应用方面，介绍了大型商业有限元软件ABAQUS在金属塑性成形领域的建模方法，并给出了若干个实例以供参考。

目录

第1章 概述
1.1 金属塑性成形的特点及分类
1.1.1 金属塑性成形的特点
1.1.2 金属塑性成形的分类
1.2 金属塑性成形问题的主要求解方法
1.2.1 主应力法
1.2.2 滑移线法
1.2.3 极限分析法
1.2.4 视塑性法
1.2.5 有限差分法
1.2.6 有限元法
1.2.7 边界元法
1.3 塑性成形有限元数值模拟关键技术
1.3.1 塑性成形有限元模拟技术概述
1.3.2 塑性成形过程有限元建模关键技术
第2章 金属塑性变形力学基础
2.1 金属塑性变形的物理基础
2.1.1 塑性的基本概念及塑性指标
2.1.2 塑性变形的基本形式
2.1.3 影响塑性的主要因素
2.2 应力分析
2.2.1 外力分析
2.2.2 点的应力状态分析
2.2.3 应力平衡微分方程
2.3 应变分析
2.3.1 位移和应变
2.3.2 点的应变状态分析
2.3.3 塑性变形时的体积不变条件
2.3.4 点的应变状态与应力状态比较
2.3.5 小应变几何方程
2.4 平面问题和轴对称问题
2.4.1 平面应力问题
2.4.2 平面应变问题
2.4.3 轴对称问题
2.5 屈服准则
2.5.1 屈服准则的概念
2.5.2 Tresca屈服准则
2.5.3 Mises屈服准则
2.5.4 屈服准则的几何描述
2.5.5 应变硬化材料的屈服准则
2.6 塑性变形时的本构关系
2.6.1 弹性变形时的应力应变关系
2.6.2 塑性应力应变关系的特点
2.6.3 塑性变形的增量理论
2.6.4 塑性变形的全量理论
2.6.5 材料的真实应力应变曲线
第3章 有限元法基础
3.1 有限元法的基本概念
3.2 矩阵符号介绍
3.3 有限元的一般化理论基础
3.3.1 微分方程的等效积分形式
3.3.2 加权余量法
3.3.3 变分原理和里兹法
3.3.4 能量变分原理
3.4 有限元法的求解步骤
3.4.1 连续介质的离散化
3.4.2 选择位移函数
3.4.3 建立单元刚度矩阵
3.4.4 单元刚度矩阵的组装及整体分析
3.5 线弹性平面问题的有限元法
3.5.1 三角形常应变单元
3.5.2 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵
3.6 轴对称问题的有限元法
3.6.1 单元离散化
3.6.2 三结点轴对称单元的位移函数
3.6.3 三结点对称单元应变与应力
3.6.4 三结点轴对称单元的单元刚度矩阵
3.6.5 三结点轴对称单元的整体刚度矩阵和载荷列阵
3.7 空间问题的有限元法
3.7.1 四面体常应变单元的位移函数
3.7.2 四面体常应变单元的应变矩阵
3.7.3 四面体常应变单元的弹性矩阵
3.7.4 四面体常应变单元的单元应力矩阵、刚度矩阵
3.7.5 四面体常应变单元的单元等效结点载荷向量
第4章 金属塑性成形弹塑性有限元分析
4.1 小变形弹塑性有限元分析
4.1.1 弹塑性有限元分析的本构关系
4.1.2 弹塑性有限元分析本构方程的解法
4.2 有限变形弹塑性有限元分析
4.2.1 有限变形问题的应变和应力
4.2.2 有限变形问题的本构方程
4.2.3 有限变形问题的有限元方程
4.3 动力分析法
4.3.1 有限元方程
4.3.2 动力分析有限元方程的求解方法
4.3.3 静力分析的显式积分法——动力松弛法
第5章 金属塑性成形刚塑性有限元分析
5.1 刚（黏）塑性变分原理
5.1.1 基本方程和边界条件
5.1.2 理想刚塑性材料的变分原理
5.1.3 刚塑性材料完全广义变分原理
5.1.4 刚塑性材料不完全广义变分原理
5.1.5 刚黏塑性材料的变分原理
5.2 刚塑性有限元求解的基本公式
5.2.1 离散化
5.2.2 刚塑性有限元基本公式
5.2.3 刚塑性问题分析步骤
5.3 刚塑性有限元法计算中的几个特殊问题
5.3.1 初始速度场
5.3.2 收敛判据
5.3.3 摩擦条件
5.3.4 刚塑性交界面处理
5.3.5 速度奇异点的处理
5.3.6 有限元网格的重划分
5.4 刚黏塑性有限元分析
5.4.1 刚黏塑性问题描述
5.4.2 刚黏塑性材料的本构关系
5.5 热力耦合分析的有限元法
5.5.1 热传导问题的基本方程
5.5.2 热传导问题的单元分析及求解方程
5.5.3 变形与传热过程的耦合分析
第6章 晶体塑性有限元数值模拟
6.1 晶体塑性理论基础
6.1.1 晶体塑性变形运动学
6.1.2 晶体弹性本构关系
6.1.3 晶体弹塑性本构关系
6.1.4 剪应变速率的计算
6.1.5 滑移系硬化模型
6.2 基于位错密度的晶体塑性本构理论
6.2.1 基于无符号位错密度的本构理论
6.2.2 基于带符号位错密度的本构理论
6.3 大规模的晶体塑性理论
6.3.1 大规模塑性仿真的特殊性
6.3.2 宏观织构的离散
6.3.3 均匀化方法
6.4 率相关晶体塑性有限元方法的实现
第7章 ABAQUS软件简介及使用方法
7.1 ABAQUS软件简介
7.1.1 ABAQUS总体介绍
7.1.2 ABAQUS基础
7.1.3 ABAQUS的主要模块
7.1.4 ABAQUS帮助文档及支持服务
7.2 ABAQUS分析实例
7.2.1 线性静力学分析
7.2.2 非线性分析
7.2.3 接触工程分析
参考文献
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