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內容簡介

本書是將熱衝壓先進製造技術進行瞭實質性融閤的著作，包含試驗、理論、方法和工業應用，全麵係統地介紹熱衝壓先進製造技術的發展現狀、設備基礎和工藝原理。以熱衝壓高強度鋼為邏輯主綫，用較大篇幅闡述瞭熱-力-相多物理場耦閤相關理論知識、有限元仿真技術和熱衝壓産品在汽車輕量化中的實際工程應用，全麵翔實地論證金屬闆材溫熱衝壓成形技術的理論背景和在汽車零部件領域的重要工程意義。本書相關研究成果已在國內外期刊發錶，應用研究成果已在日本神戶製鋼和我國吉林偉孚特輕量化技術公司等相關單位得到成功應用和産業化示範。

目錄

“車輛數字化與輕量化學術著作叢書”序
前言

第1章 金屬闆材衝壓成形基礎
1.1 衝壓技術的發展曆程
1.2 衝壓成形基礎
1.2.1 傳統冷衝壓成形工藝
1.2.2 衝壓模具
1.2.3 衝壓機
1.2.4 衝壓産品生産流程
1.3 衝壓成形材料及成形性能
1.3.1 對衝壓成形材料的要求
1.3.2 闆材的衝壓成形性能
1.4 小結
參考文獻

第2章 熱衝壓技術及主要裝備
2.1 高強度鋼闆熱衝壓技術
2.1.1 熱衝壓技術簡介
2.1.2 熱衝壓成形工藝
2.1.3 熱衝壓成形技術的有限元仿真分析
2.1.4 熱衝壓技術研究現狀
2.2 熱衝壓生産綫及主要裝備
2.2.1 連續加熱爐
2.2.2 耐高溫機械手臂及上料、卸料自動輸送裝置
2.2.3 熱成形模具設計、製造關鍵技術
2.2.4 熱成形專用高速液壓機
2.2.5 中央智能控製自動化集成係統
2.2.6 後續噴丸、切邊衝孔設備
2.3 小結
參考文獻

第3章 高強度鋼熱衝壓成形的工藝性能
3.1 高強度鋼熱衝壓成形工藝及原理
3.1.1 熱衝壓金屬闆材
3.1.2 熱衝壓工藝及原理
3.2 熱衝壓高強度鋼的基礎工藝研究
3.2.1 熱衝壓鋼闆基礎力學性能
3.2.2 加熱溫度對熱衝壓鋼闆力學性能的影響
3.2.3 保溫時間對熱衝壓鋼闆力學性能的影響
3.2.4 冷卻速率對熱衝壓鋼闆力學性能的影響
3.3 熱衝壓材料強韌性工藝試驗研究
3.3.1 熱衝壓鋼強韌性迴火工藝
3.3.2 熱衝壓鋼強韌性高溫淬火工藝
3.4 熱衝壓鋼闆硬度梯度性能研究
3.4.1 熱衝壓鋼硬度梯度特性的形成機理
3.4.2 硬度梯度分區冷卻工藝試驗研究
3.4.3 熱衝壓鋼強度-硬度-冷速指數關係
3.5 小結
參考文獻

第4章 高強鋼闆熱衝壓成形力學理論與本構方程
4.1 熱、力、相變多場耦閤關係
4.1.1 理論分析
4.1.2 參數的試驗測定
4.1.3 試驗結果的分析與討論
4.1.4 熱、力相變耦閤本構模型
4.2 熱成形應力、應變分析
4.2.1 混閤定律
4.2.2 應變分析
4.2.3 應力分析
4.3 熱成形本構模型
4.3.1 全量描述的熱成形本構關係
4.3.2 增量形式的熱成形本構關係
4.4 小結
參考文獻

第5章 晶體溫熱變形微觀本構積分算法
5.1 變溫條件下單晶有限變形本構積分算法
5.1.1 彈性變形梯度為基本變量
5.1.2 塑性變形梯度為基本變量
5.1.3 應力為基本變量算法
5.2 變形梯度類算法對比總結
5.2.1 彈性變形梯度和塑性變形梯度
5.2.2 隱式算法與顯式算法
5.3 多晶本構積分算法
5.3.1 Taylor模型的建立
5.3.2 宏微觀結閤的有限元模型
5.4 高強度鋼闆熱拉伸數值計算與試驗驗證
5.4.1 熱力耦閤作用下拉伸試驗
5.4.2 數值計算結果對比分析
5.5 小結
參考文獻

第6章 高強度鋼闆熱衝壓過程傳熱行為
6.1 傳熱理論及熱衝壓過程傳熱現象分析
6.1.1 傳熱學基本理論
6.1.2 熱衝壓過程傳熱現象分析
6.2 熱衝壓過程傳熱係數測定
6.2.1 傳熱係數計算方法
6.2.2 熱衝壓過程闆料和模具的傳熱係數測定
6.2.3 熱衝壓過程模具和冷卻水的傳熱係數測定
6.3 熱衝壓過程影響傳熱係數的其他因素
6.3.1 高溫氧化皮對傳熱係數的影響
6.3.2 鋼闆錶麵粗糙度對傳熱係數的影響
6.4 小結
參考文獻

第7章 熱衝壓高強度鋼闆的成形性能
7.1 金屬材料變形塑性、變形抗力的概念
7.2 影響熱成形材料塑性與變形抗力的因素
7.2.1 化學成分
7.2.2 組織結構
7.2.3 變形溫度與加工硬化
7.2.4 變形速度
7.2.5 冷卻速率
7.2.6 變形程度
7.2.7 尺寸因素
7.3 高強度鋼闆的高溫材料性能
7.3.1 高強度鋼闆的高溫單嚮拉伸試驗
7.3.2 高強度鋼闆的高溫材料模型
7.3.3 材料硬化能力對成形性的影響
7.3.4 軋製各嚮異性對成形性的影響
7.4 高強度鋼闆高溫成形極限
7.4.1 成形極限及失穩理論簡介
7.4.2 高溫闆材成形極限測試原理
7.4.3 高溫成形極限試驗設備和測試方法
7.4.4 三維熱成形極限麯麵及其應用
7.5 小結
參考文獻

第8章 高強鋼闆熱衝壓有限元仿真算法
8.1 熱衝壓仿真的基本描述
8.2 熱衝壓數值模擬中的幾個關鍵問題
8.2.1 多場耦閤問題
8.2.2 高溫接觸摩擦問題
8.2.3 溫度場模擬方法
8.2.4 相變場模擬方法
8.3 熱衝壓溫度場的建模與仿真
8.3.1 溫度場有限元方法概述
8.3.2 溫度場變分方程
8.3.3 溫度殼單元和溫度場離散
8.3.4 瞬態溫度場空間域和時間域的離散
8.4 熱衝壓相變場的建模與仿真
8.4.1 相變場概述
8.4.2 相變場基本方程
8.4.3 相變場求解方法
8.5 熱衝壓多場耦閤數值模擬算法
8.5.1 熱衝壓多場耦閤數值模擬的靜力顯式算法
8.5.2 熱衝壓多場耦閤數值模擬的動力顯式算法
8.6 小結
參考文獻

第9章 熱衝壓零部件的車身輕量化應用
9.1 熱成形零部件在車身輕量化中的應用
9.1.1 熱衝壓車門防撞梁的車身應用及工藝優化
9.1.2 基於整車CAE碰撞的熱成形零部件車身應用
9.1.3 熱成形零部件在概念車身輕量化設計中的應用
9.1.4 熱成形零部件在大型校車車身輕量化設計中的應用
9.2 硬度梯度熱衝壓零部件的車身應用
9.2.1 硬度梯度熱衝壓零部件的碰撞吸能性能研究
9.2.2 硬度梯度熱衝壓B柱的車身應用與優化設計
9.3 強度梯度分布對碰撞性能的影響分析
9.4 小結
參考文獻

第10章 熱衝壓模具優化設計與製造
10.1 熱衝壓模具設計關鍵技術
10.1.1 模具總體結構
10.1.2 模具材料選擇
10.1.3 模具模麵工程
10.1.4 模具冷卻係統優化設計
10.2 熱成形模具冷卻係統的優化
10.2.1 優化子係統分解
10.2.2 模具冷卻優化虛擬樣機
10.2.3 優化核心技術分解
10.2.4 優化實例
10.3 熱衝壓模具加工製造
10.3.1 模具熱處理
10.3.2 模麵強化處理
10.4 熱衝壓模具熱機疲勞試驗與壽命預測模擬
10.4.1 熱衝壓模具疲勞類型
10.4.2 熱機疲勞試驗裝置
10.4.3 試驗原理及內容
10.4.4 試驗結果分析
10.4.5 壽命預測模擬
10.5 小結
參考文獻
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