金属板材成形工艺：本构模型及数值模拟 科学出版社 金属学与金属工艺 书店 科学出版社 金属学与金属工艺书籍 畅销书.

《金属板材成形工艺：本构模型及数值模拟》可作为高等院校金属塑性成形相关专业的研究生以及相关科研院所工作人员的教材或参考书，也可供生产单位相关技术人员参考。

译者的话
前言
1章金属板材成形过程的有限模型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7
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
2章金属板材的塑性变形行为22
2.1金金板材的各向异性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
2.2.1Tresca屈月艮准则35
2.2.2Huber-Mises-Hencky屈月艮准则36
2.2.3Drucker屈月艮准则37
2.2.4Heshey屈服准则37
2.3各向异性材料的屈服准则:经典准则38
2.3.1Ml类屈服准则38
2.3.2Hershey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67
2.7先进的各向异性屈服准则65
2.4.1Barlat屈服准贝lj 65
2.4.2Banabic-Balan-Comsa(BBC)屈服准则68
2.4.3Cazacu-Barlat屈服准则71
2.4.4Vegter屈服准则74
2.4.5多项式屈服准则75
2.5BBC2005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
2.5.3BBC2005等效应力78
2.5.4确定步骤79
2.5.5BBC2005屈服方程的特殊形式88
2.6BBC2008屈服准则89
2.6.1屈服面方程89
2.6.2BBC2008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
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
3.3.2FLD的实验确定131
3.3.3极限应变的确定方法136
3.3.4FLC的影响因素139
3.3.5FLD的实际应用147
3.4成形极限线的舰预测151
3.4.1Swift模型152
3.4.2Hill模型154
3.4.3M-K模型和H-N模型154
3.4.4M-K模型和H-N模型的隐式计算156
3.4.5线性扰动舰163
3.4.6改进的载荷准则163
3.5FLC预测的专用软件165
3.6半经验模型171
参考文献172
4章金属板材成形过程的数值模拟181
4.1AutoForm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
4.3.2Volvo 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
4.4.2AutoForm-Sigma219
4.4.3鲁棒设计:实例分析220
4.4.4结论228
4.5回分析228
4.5.1简介228
4.5.2实例描述229
4.5.3回模拟精度的影响因素230
4.5.4回模拟设置参数的优化:终验证设置236
4.5.5Numisheet20051#标准考题的模拟237
4.5.6结论240
4.6计算机獅回补偿241
4.6.1简介2

1章金属板材成形过程的有限模型
特殊符号表
[A]描述材料各向异性特征的常数矩阵
[B]应变矩阵
[BL]线性应变矩阵
[BNL]非线性应变矩阵
C声速
d变形率张量
dp塑性变形率
D性本构张量
[D]性本构张量矩阵
[Dt]矩阵形式本构张量
ds矢量dx的长度
dS矢量dX的长度
du当前构型体积微
dV参考构型体积微
E性模量
E1，E2拉格朗日（Lagrangian)应变主值
E格林(Green)应变张量
E格林(Green)应变率张量
f屈服函数
f载荷
{fext}外力矢量
{fint}内力矢量
F变形梯度张量
[K]线性刚度矩阵
[kg]几侧度矩阵
[KM]材料刚度矩阵
[Ks]初应力刚度矩阵
[KT]切向矩阵
L长度
L速度梯度张量
[M]相容质量矩阵
n单位矢量
[N(x)]基函数矩阵
S表面积
S皮奥拉-基尔霍夫(Piola-Kirchhoff，PK2)二应力
t时间
t外力或应力矢量
{fx}节点位移矢量
U速度
U加速度
V体积
w自旋张量
x位置矢量
X参考构型下的质点位置
e等效应变
e等效塑性应变
eP等效塑性应变率
e固有模态临界阻尼分数
A1，A2主拉伸量
Λ相关联流动准则的比例系数
V泊松比
P当前构型下的质量密度
P0参考构型下的质量密度
{Ψ}残差矢量
σ^柯西(Cauchy)应力
σΔ乔曼(J aumann)或共旋率
σ客观应力率张量^等效应力
τ基尔霍夫(Kirchhoff)应力
ωmax特征频率
1.1引言
本节将对迄今为止用于金属板材成形过程模拟的有限列式进行综述，然后对大变形问题的有限理论进行简单介绍，详细内容读者可参考现有的相关专著，如Belytschko等[1]、Zienkiewicz和Taylor[2]及Crisfield[3]的专著。此处只是对现有不同方法的优缺点进行简单介绍。采用不同有限方法进行金属板材成形模拟及其相互对比，可参考Honecker和Mattiasson[]、Oftate和Agelet de Saraci-barC5]、Onate等[6]、Mattiasson[7]、Kawka等[]、Wenner[9]、Wang等[10]、Mattias-son[11]、Makinouchi[12]、Wenner[13]撰写的综述文章。Banabic和Tekkaya[14]及Roll等[15]对板材成形有限模拟的应用现状及发展前景进行了讨论。
从20世纪70年代开始，当涉及大位移和大应变的连续介质力学基础建立起来以后，有限方法（Finite Element Methods，FEM)就用于板材成形过程的模拟。板材成形过程分析的有限程序可以分为两类，一类基于塑性材料模型，另一类基于刚塑性材料模型。大应变列式既可以采用欧拉法(Eulerian)也可以采用拉格朗日法(Lagrangian)来进行运动描述。相应的，有两种描述节点速度和节点位移增量这两个未知信息的有限算法。
1.2连续介质力学基础
1.2.1简介
在文献[6]、[17]中，对涉及大变形问题的连续介质力学基础舰以及唯象的塑性舰进行了详细的扩展介绍。为了后续介绍有限相关公尸下面将简要给出一些必要的内容。
在讨论连续体的动力学问题时，需要搞清楚“点”和“质点”的概念。点用来表
示空间中的特定位置，而质点则表示连续体的一个微小部分。有两种基本方法来描述一个连续体的运动。
在材料或Lagrangian描述中，独立的变量是质点P和时间〖。可用式(1.1)来描述运动
式中，X是质点P在t时刻的位置矢量。通常以质点P在参考构型中的位置X表示式(1.1)
在空间或Eulerian描述中，主要关注给定区间的一点而不是连续体上的一个微。独立的变量是当前t时刻以及t=0时刻的点X的当前位置X。可用式(1.3)表示其运动
如果式(1.2)和式(1.3)表示连续偏导数的--映射，那么这两个映射是彼此逆映射。
Eulerian描述适合描述流体力学

《金属板材成形工艺：本构模型及数值模拟》介绍了金属板材塑性本构模型及成形过程数值模拟技术，主要包括4部分内容：金属板材成形过程模拟中的有限算法，金属板材的屈服准则，金属板材的成形性以及金属板材成形过程数值模拟。屈服准则是金属塑性本构理论的核心内容，《金属板材成形工艺：本构模型及数值模拟》重点介绍了金属板材屈服准则的理论体系及进展。同时，也对金属板材成形性的测试和评价进行了系统讨论。后，结合典型零件的成形，介绍了屈服准则和成形极限在数值模拟中的应用及其重要作用。