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第一章绪论1

第一节 金属塑性成形的特点及分类1

一、金属的塑性、塑性成形及其特点1

二、金属塑性成形的分类2

第二节 金属塑性成形原理课程的目的和任务3

第三节 金属塑性成形理论的发展概况4

思考与练习5

第二章金属塑性变形的物理基础6

第一节 金属冷态下的塑性变形6

一、塑性变形机理6

二、塑性变形的特点10

三、合金的塑性变形13

四、冷塑性变形对金属组织和性能的影响16

第二节 金属热态下的塑性变形19

一、热塑性变形时的软化过程19

二、热塑性变形机理25

三、双相合金热塑性变形的特点26

四、热塑性变形对金属组织和性能的影响27

第三节 金属的超塑性变形31

一、超塑性的概念和种类31

二、细晶超塑性变形力学特征33

三、影响细晶超塑性的主要因素34

四、超塑性变形时组织的变化和对力学性能的影响36

五、超塑性变形机理38

第四节 金属在塑性加工过程中的塑性行为39

一、塑性的基本概念和塑性指标40

二、金属的化学成分和组织对塑性的影响41

三、变形温度对金属塑性的影响46

四、应变速率对金属塑性的影响47

五、变形力学条件对金属塑性的影响51

六、其他因素对金属塑性的影响54

七、提高金属塑性的基本途径56

思考与练习56

第三章金属塑性变形的力学基础58

第一节 应力分析58

一、外力和应力58

二、点的应力状态61

三、张量和应力张量62

四、主应力、应力张量不变量和应力椭球面65

五、主切应力和最大切应力68

六、应力偏张量和应力球张量70

七、八面体应力和等效应力72

八、应力莫尔圆73

九、应力平衡微分方程77

第二节 应变分析79

一、位移和应变80

二、点的应变状态和应变张量85

三、塑性变形时的体积不变条件87

四、点的应变状态与应力状态相比较88

五、小应变几何方程91

六、应变连续方程92

七、应变增量和应变速率张量93

八、塑性加工中常用的变形量计算方法97

九、有限变形98

第三节 平面问题和轴对称问题101

一、平面应力问题101

二、平面应变问题102

三、轴对称问题103

第四节 屈服准则105

一、屈服准则的概念105

二、屈雷斯加（H.Tresca）屈服准则106

三、米塞斯（Von.Mi8es）屈服准则107

四、屈服准则的几何描述110

五、屈服准则的实验验证与比较113

六、应变硬化材料的屈服准则116

第五节 塑性变形时应力应变关系（本构关系）117

一、弹性变形时应力应变关系118

二、塑性变形时应力应变关系的特点119

三、增量理论121

四、全量理论125

五、应力应变顺序对应规律127

六、屈服椭圆图形上的应力分区及其与塑性成形时工件尺寸变化的关系129

七、卸载问题132

第六节 真实应力－应变曲线133

一、基于拉伸实验确定真实应力－应变曲线134

二、基于压缩实验和轧制实验确定真实应力－应变曲线137

三、真实应力－应变曲线的简化形式及其近似数学表达式139

四、变形温度和变形速度对真实应力－应变曲线的影响140

思考与练习140

第四章金属塑性成形中的摩擦147

第一节 金属塑性成形中摩擦的特点和影响147

一、金属塑性成形中摩擦的特点147

二、摩擦对塑性成形过程的影响147

第二节 塑性成形中摩擦的分类及机理149

一、塑性成形中摩擦的分类149

二、摩擦机理150

一、金属的种类和化学成分151

第四节 影响摩擦系数的主要因素151

二、常摩擦力条件151

一、库伦摩擦条件151

第三节 描述接触表面上摩擦力的数学表达式151

二、工具的表面状态152

三、接触面上的单位压力152

四、变形温度152

五、变形速度153

第五节 测定外摩擦系数的方法153

第六节 塑性成形中的润滑154

一、塑性成形中对润滑剂的要求154

二、塑性成形中常用的润滑剂154

三、润滑剂中的添加剂156

四、热挤压时的摩擦系数157

三、冷拉延时的摩擦系数157

五、热轧时的摩擦系数157

四、塑性成形时的润滑方法157

二、磷化处理后冷锻时的摩擦系数157

一、热锻时的摩擦系数157

第七节 不同塑性成形条件下的摩擦系数157

六、拉拔时的摩擦系数158

思考与练习158

第五章塑性成形件质量的定性分析159

第一节 概述159

一、原材料及塑性成形过程中常见的缺陷类型159

二、塑性成形件质量分析的一般过程及分析方法160

一、塑性成形件中的空洞161

第二节 塑性成形件中的空洞和裂纹161

二、塑性成形件中的裂纹163

三、塑性成形件中裂纹分析实例167

第三节 塑性成形件中的晶粒度168

一、晶粒度的概念168

二、晶粒大小对力学性能的影响169

三、影响晶粒大小的主要因素170

四、细化晶粒的主要途径171

五、锻件粗晶分析实例172

第四节 塑性成形件中的折叠173

一、折叠特征173

二、折叠的类型及其形成原因173

一、拉伸失稳177

第五节 塑性加工中的失稳177

二、压缩失稳180

思考与练习185

第六章主应力法及其应用186

第一节 概述186

第二节 主应力法的基本原理186

第三节 几种金属流动类型变形力公式的推导187

一、平面应变镦粗型的变形力187

二、平面应变挤压型的变形力190

三、轴对称镦粗型的变形力191

四、轴对称挤压型的变形力192

一、在体积成形中的应用194

第四节 主应力法在塑性成形中的应用194

二、在板料成形中的应用199

第五节 关于接触表面上的摩擦切应力及其对正压应力分布的影响203

思考与练习204

第七章滑移线场理论简介206

第一节 塑性平面应变状态下的应力莫尔圆与物理平面206

第二节 滑移线与滑移线场的基本概念207

第三节 滑移线场的应力场理论208

一、滑移线的主要特性208

二、滑移线场的建立210

第四节 滑移线场的速度场理论214

一、盖林格尔（H.Geiringer）速度方程214

二、速度间断215

三、速度矢端图（速端图）216

第五节 滑移线场理论在塑性成形中的应用举例218

一、平冲头压入半无限高坯料218

二、平砧横镦圆断面轴221

第六节 滑移线场的矩阵算子法简介224

一、矩阵算子法的发展概述224

二、矩阵算子法的基本原理224

思考与练习228

第八章上限法及其应用230

第一节 概述230

第二节 虚功原理与基本能量方程式231

第三节 最大散逸功原理233

一、下限定理235

第四节 上、下限定理235

二、上限定理236

第五节 上限法的解题步骤和应用实例237

一、解题步骤237

二、应用实例238

第六节 上限元技术（UBET）及应用举例245

一、变形基元环的规范化和划分245

二、标准基元环速度场的规范化246

三、上限功率的计算250

四、基元环边界法向速度的确定及上限解的优化254

五、上限元技术应用实例254

思考与练习258

第一节 概述260

第九章刚塑性有限元法及其应用260

第二节 连续体的离散化261

第三节 单元的几何特性262

一、位移模式和形状函数263

二、应变矩阵和几何矩阵267

第四节 载荷向节点的移置270

第五节 刚塑性有限元法271

一、拉格朗日乘子法272

二、体积可压缩法278

三、罚函数法283

四、计算中若干技术问题的处理285

五、刚塑性有限元法在塑性成形中的应用291

思考与练习295

第十章塑性成形过程的物理模拟296

第一节 相似理论在塑性成形模拟实验中的应用296

第二节 关于塑性变形的模拟材料297

第三节 模拟实验基本方法298

一、网格法298

二、云纹法299

第四节 成形极限图（FLD）及其在板料冲压生产或模拟实验中的应用303

一、用网格技术制作成形极限图303

二、成形极限图在板料成形中的应用303

思考与练习305

参考文献306