选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
前言
第1章 绪论
1.1 金属材料加工分类
1.1.1 枝晶材料固一液态加工
1.1.2 非枝晶材料半固态加工
1.2 金属材料加工链
l.2.1 固一液成形技术的工艺构成
1.2.2 金属材料成形发展路线
1.2.3 金属材料加工链的生成
1.2.4 金属加工链的物理意义
1.3 金属材料固一液成形技术理论框架
l.3.1 理论框架
1.3.2 三个科学问题
1.3.3 一个典型过程
1.3.4 成形制件质量控制
1.4 历史与展望
1.4.1 发展历史
1.4.2 发展趋势与展望
参考文献
第一篇 固-液态金属流变学
第2章 固·液态金属流变学基础
2.1 固-液态金属流变学类型
2.1.1 牛顿型流动
2.1.2 非牛顿型流动
2.1.3 广义牛顿型流体
2.1.4 依时性非牛顿型流体
2.1.5 胡克弹性体的弹性流动
2.1.6 圣维南体的塑性流动
2.1.7 简单的流变模型
2.2 网络结构模型
2.2.1 物质内部结构的网络特征
2.2.2 网络形成熵
2.3 基本方程组
2.3.1 连续性方程——质量守恒定律
2.3.2 动量方程一一动量守恒定律
2.3.3 能量方程——能量守恒定律
2.3.4 热力学方程
2.4 本构方程
2.4.1 牛顿型流体的本构方程
2.4.2 广义牛顿型流体的本构方程
参考文献
第3章 两种结构的固-液态金属流变学行为及触变特性
3.1 枝晶结构固-液态金属流变学
3.1.1 枝晶结构组织特征
3.1.2 液态模锻下“补缩”流变学行为
3.1.3 热裂纹形成的流变学行为
3.2 非枝晶结构固-液态金属流变学
3.2.1 半固态金属加工流动模型
3.2.2 半固态金属流变学行为
3.3 触变行为
3.4 高固相体积分数半固态zK60一RE触变行为研究
3.4.1 影响因素分析
3.4.2 半固态合金触变行为的微观机制
3.4.3 高固相体积分数半固态等温压缩过程固一液相变化机制
3.5 网络结构与触变行为
3.5.1 低固相体积分数下网络结构与触变流动
3.5.2 高固相体积分数下网络结构与触变流动
3.5.3 耗散理论解释破坏与重建
参考文献
第4章 流变学在固-液态金属加工中的应用
4.1 流变学在枝晶结构固一液态加工中的应用
4.1.1 引言
4.1.2 铸造合金的流变性能
4.1.3 压铸充型中的流变学问题
4.1.4 缩松形成的流变学行为
4.2 流变学在半固态金属加工中的应用
4.2.1 剪切应力场生成
4.2.2 半固态金属模锻成形
4.2.3 半固态金属压铸成形
4.2.4 半固态金属射注成形
参考文献
第二篇 金属材料高压凝固学
第三篇 金属材料固-液塑料力学
第四篇 金属材料固-液成形学
第五篇 工程应用学及质量控制
《金属材料固-液成形理论与技术(精)/材料科学技术著作丛书》编著者罗守靖、姜巨福、陈强、李远发。
本书的内容含高压凝固学理论、流变学理论及力学成形理论三部分,在此基础上,给出了金属材料固-液成形主要工艺过程、具体制件成形过程及质量控制。应该说本书是作者多年研究学术成果的凝聚和升华。同时,作者研究的领路人霍文灿教授,合作者何绍元教授、王尔德教授、张锦升教授等功不可没;还有和我并驾齐驱的研究者以及我的众多学生的开拓进取,都是本书得以完成的不可缺少的基石,在这里一并致以最诚挚的谢意。本书基于作者多年从事冲击动力学理论和应用研究,尝试从基础理论和应用,进行较系统的归纳和阐述。其理论包括流变学、高压凝固学和塑性力学等三个方面,而应用包括固态成形学、工程应用及质量控制等。目的在于使冲击动力学的相关技术,与铸和锻共同构成一个完整金属加工链,以适应汽车等不同要求的各类制件或毛坯成形(型)要求。
有黑色金属与有色金属。
答1、弹簧钢主要由钢加合金元素硅、锰组2、弹簧钢丝由弹簧钢轧制热处理按照用途同:普通弹簧钢丝、重要用途弹簧钢丝、锈钢弹簧钢丝、铬硅弹簧钢丝、硅锰弹簧钢丝----等等同同直径规格3、制作弹簧利用强力弹簧...
金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分: ( 1 )黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。 ( 2 )有色...
非金属材料成形
第五章 非金属材料成形 非金属材料: 除金属以外的工程材料。 工程上常用: 塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等。 非金属材料成形特点: (1)可以是流态成形,也可以是固态成形,可以制成形状复杂的零件。例 如,塑料可以用注塑、挤塑、压塑成形,还可以用浇注和粘接等方法成形;陶瓷 可以用注浆成形,也可用注射、压注等方法成形。 (2)非金属材料的成形通常是在较低温度下成型,成型工艺较简便。 (3)非金属材料的成形一般要与材料的生产工艺结合。例如,陶瓷应先成 形再烧结,复合材料常常是将固态的增强料与呈流态的基料同时成形。 第一节 塑料的成形 塑料的组成: 以合成树脂为主要成分,并加入增塑剂、润滑剂、稳定剂及填 料等组成的高分子材料。 在一定的温度和压力下, 可以用模具使其成形为具有一 定形状和尺寸的塑料制件,当外力解除后,在常温下其形状保持不变。 塑料制品的优点: 质量轻,比强度高;耐腐蚀,化学稳定性好;
中国图书年鉴_金属学与金属工艺T000058金属材料半固态加工理论与技术
中国图书年鉴_金属学与金属工艺T000058金属材料半固态加工理论与技术
前言
第1章 绪论
第一篇 固-液态金属流变学
第二篇 金属材料高压凝固学
第三篇 金属材料固-液塑性力学
第四篇 金属材料固-液成形学
第五篇 工程应用学及质量控制
与传统的冲压工艺相比,液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势,在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。
在汽车工业及航空、航天等领域,减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标,也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形(hydroforming)就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。
液压成形也被称为"内高压成形",它的基本原理是以管材作为坯料,在管材内部施加超高压液体同时,对管坯的两端施加轴向推力,进行补料。在两种外力的共同作用下,管坯材料发生塑性变形,并最终与模具型腔内壁贴合,得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。
对于空心变截面结构件,传统的制造工艺是先冲压成形两个半片,然后再焊接成整体,而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比,液压成形技术和工艺有以下主要优点:
1. 减轻质量,节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件,液压成形件比冲压件减轻20%~40%;对于空心阶梯轴类零件,可以减轻40%~50%的重量。
2.减少零件和模具数量,降低模具费用。液压成形件通常只需要1套模具,而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个,散热器支架零件由17个减少到10个。
3. 可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例,散热面积增加43%,焊点由174个减少到20个,工序由13道减少到6道,生产率提高66%。
4. 提高强度与刚度,尤其是疲劳强度,如液压成形的散热器支架,其刚度在垂直方向可提高39%,水平方向可提高50%。
5. 降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析,液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%~20%,模具费用降低20%~30%。
第1章概论
1.1引言
1.2板材充液成形技术介绍
1.2.1板材充液成形技术发展历史概况
1.2.2板材充液成形技术分类及成形原理
1.2.3板材充液成形技术特点
1.2.4板材热介质成形技术优势及影响因素
1.2.5世界上部分著名的充液成形研究机构
1.3板材充液成形技术国内外发展及研究现状
1.3.1橡皮囊液压成形阶段
1.3.2充液成形技术阶段
1.3.3充液成形技术的应用
1.4板材热介质充液成形技术国内外研究现状
1.4.1板材热介质充液成形技术国内外发展概况
1.4.2板材热介质成形技术设备国内外研究现状
1.4.3板材热介质成形材料性能测试研究现状
1.5发展趋势
参考文献
第2章本构方程、屈服准则及断裂准则
2.1本构方程
2.1.1本构方程定义与分类
2.1.2经验本构模型及建模方法
2.1.3基于内变量的物理本构模型
2.2屈服准则
2.2.1屈服准则定义
2.2.2稳定塑性材料屈服面外凸性和塑性应变增量法向规则
2.2.3Barlat系列各向异性屈服准则简介
2.2.4Barlat2000屈服准则各向异性系数的计算
2.3断裂准则
2.3.1基于应力三轴度的断裂准则
2.3.2基于应变能或损伤阈值判断的断裂准则
参考文献
第3章基于单动液压机通用模架的充液拉深装备及实例
3.1总体方案
3.2充液拉深通用模架的研制
3.2.1方案的确定
3.2.2超高压液室的结构设计及其强度的有限元分析
3.2.3节能高效压边缸的设计
3.3液压控制系统的设计
3.3.1方案的选择
3.3.2充液拉深液压控制系统工作原理
3.3.3超高压减压装置的特点
3.3.4减压装置超高压密封形式的选择
3.4计算机控制系统的设计
3.4.1原理分析及方案的选择
3.4.2计算机控制软件的设计
3.4.3计算机控制系统的响应性能分析
3.5板材充液成形设备实例
3.5.1HFS-300型充液拉深设备
3.5.2模架型式的充液成形装备改造
3.5.3基于通用双动液压机的充液成形装备改造
第4章板材充液拉深溢流压力模型及反向建模技术
4.1充液拉深溢流临界压力
4.1.1筒形件充液拉深液室溢流压力模型
4.1.2筒形件充液拉深溢流后流体压力模型
4.1.3方盒形件充液拉深液室溢流压力模型
4.1.4方盒形件充液拉深溢流后流体压力模型
4.2液体流动计算模型的离散格式
4.2.1筒形件充液拉深液体流动模型离散格式
4.2.2方盒形件充液拉深液体流动模型离散格式
4.3充液室液体压力的功能研究
4.3.1摩擦保持及溢流润滑效果
4.3.2液室压力对零件成形性的影响
4.3.3液室最高压力与板材成形极限的关系
4.4软拉延筋的功能分析
4.4.1筒形件充液拉深软拉延筋
4.4.2方锥盒形件充液成形直边与拐角处软拉深筋的功能分析
4.5基于反向建模的精确材料模型优化策略
4.5.1材料和模具工装
4.5.2优化方法
4.5.3确定目标函数和变量
4.5.4使用优化材料参数分析过程成形参数的作用
第5章基于先进板材充液成形技术的衍生工艺措施
5.1方盒零件圆形凹模局部约束成形
5.1.1工具及材料
5.1.2模拟中的网格模型
5.1.3成形的盒形零件以及失效形式
5.1.4壁厚分布
5.1.5成形极限分析
5.1.6考虑轧制方向的坯料不同定位
5.2多层板充液成形:基于中间铝箔成形的实验分析及数值模拟
5.2.1主要参数和数值模拟模型
5.2.2筒形件成形
5.2.3厚度分布
5.2.4讨论分析
5.2.5起皱和破裂的防止
5.2.6成形极限的提高
5.2.7凹模型腔压力变化的影响
5.3径向加压辅助充液拉深
5.3.1材料及有限元模型
5.3.2压力边界
5.3.3压边间隙
5.3.4凸模力
5.3.5预胀形
5.3.6工艺窗口
5.3.7精度分析
5.3.8壁厚分布
5.3.9成形极限预测
5.3.10失效模式
5.3.11摩擦因数的影响
5.3.12起皱预测
5.3.13平面各向异性
参考文献
第6章典型复杂薄壁构件充液成形分析
6.1小锥形件充液成形分析
6.1.1小锥形件充液成形过程有限元模型
6.1.2基本工艺条件及材料设定
6.1.3初始反胀压力对成形的影响
6.1.4初始反胀高度对成形的影响
6.1.5液室压力变化对成形的影响
6.1.6凸模与板材的摩擦因数对成形的影响
6.1.7小锥形件二次充液拉深过程数值模拟
6.1.8小锥形件初次拉深实验
6.1.9小锥形件二次拉深实验
6.2复杂微小w环成形工艺及其数值模拟
6.2.1W环基本特征描述
6.2.2W环成形工艺及模具结构
6.2.3有限元模型的建立
6.2.4成形模拟实验方案
6.2.5上(下)模A与坯料的摩擦因数对初始成形的影响
6.2.6芯模与坯料的摩擦因数对初始成形的影响
6.2.7中模B与坯料的摩擦因数对初始成形的影响
6.2.8上模A与下模A的开模间距对初始成形的影响
6.2.9成形工艺参数优化
6.2.10液室压力加载曲线对初始成形的影响
6.3铝合金方盒异型件充液成形
6.3.1零件特征及材料参数
6.3.2失稳控制有限元分析
6.3.3实验研究
6.4飞机大型复杂双曲度蒙皮充液成形数值模拟及实验研究
6.4.1零件概述
6.4.2零件成形工艺设计
6.4.3数值模拟
6.4.4实验结果及零件缺陷分析
第7章板材热介质充液成形设备
7.1总体方案确定
7.2加热系统设计
7.2.1加热室主体加热设计
7.2.2底加热板设计
7.2.3模具加热块设计
7.2.4隔热保温设计
7.2.5各加热部分功率设计
7.3冷却系统设计
7.3.1液压机机架部分冷却
7.3.2增压缸部分冷却
7.4液室结构设计及其强度分析
7.5增压装置设计
7.6关键部位高温高压密封设计
7.6.1液室上的静密封
7.6.2增压缸筒上的动密封
7.7液压控制系统及计算机控制系统
7.7.1液压控制系统
7.7.2计算机控制系统
7.2.3模具加热块设计201
7.2.4隔热保温设计201
7.2.5各加热部分功率设计202
7.3冷却系统设计203
7.3.1液压机机架部分冷却203
7.3.2增压缸部分冷却204
7.4液室结构设计及其强度分析205
7.5增压装置设计206
7.6关键部位高温高压密封设计207
7.6.1液室上的静密封207
7.6.2增压缸筒上的动密封208
7.7液压控制系统及计算机控制系统209
7.7.1液压控制系统209
7.7.2计算机控制系统209
第8章板材热介质成形力学解析211
8.1主应力法力学解析基本方程211
8.1.1任意薄壁件回转体平衡方程211
8.1.2塑性方程214
8.1.3应力应变关系215
8.2筒形件充液拉深成形厚度法向应力215
8.3筒形件温热介质拉深典型区域应力解析217
8.3.1基本参数及有限元建模217
8.3.2法兰应力分析219
8.3.3凹模圆角应力分析224
8.3.4筒壁处应力分析232
参考文献235
第9章三向应力状态板材充液成形应力状态及成形性分析236
9.1厚度法向应力对屈服轨迹的影响236
9.1.1筒形件充液拉深在屈服轨迹上的应力分布236
9.1.2平面应力状态下屈服轨迹变化238
9.2板材充液热成形力学特征239
9.2.1(βav,ε)及(η,ω)坐标空间239
9.2.2断裂韧性与βav及η关系定性分析240
9.2.3流体压力对板材充液成形应力状态的影响242
9.2.4有限元结果分析245
9.3(η,ω)空间Mohr-Coulomb断裂轨迹实验确定248
9.4考虑厚度法向应力的Smith模型251
9.4.1Smith模型应力应变分量251
9.4.2平面应力条件下极限应变确定252
9.4.3(βav,ε)及(η,ω)坐标空间253
9.4.4理论预测结果分析254
9.5考虑厚度法向应力的M-K修正模型257
9.5.1M-K模型及理论基础257
9.5.2M-K模型求解258
9.5.3计算过程分析260
9.5.4结果及成形性改善分析261
第10章铝合金板材胀形热塑性变形行为及本构模型研究268
10.1胀形实验获得应力应变曲线的考虑269
10.1.1胀形实验获得应力应变曲线原理269
10.1.2胀形中压力率控制的考虑269
10.2胀形实验270
10.2.1胀形实验机及装置270
10.2.2实验结果272
10.3流动应力计算274
10.3.1胀形试样球形度评估274
10.3.2胀形流动应力典型计算模型比较及流动应力计算276
10.3.3压力率与应变率的关系283
10.4板材热介质成形本构模型285
10.4.1流动应力方程286
10.4.2硬化准则287
10.4.3位错密度演化288
10.4.4基于微观机制的热胀形本构方程289
10.5本构方程参数确定290
10.5.1本构方程离散数值格式290
10.5.2本构模型中材料常数的确定291
10.6本构方程的隐式积分法293
10.6.1径向返回算法293
10.6.2切线刚度矩阵更新297
10.6.3有限元实现步骤301
参考文献303
第11章筒形件热油介质拉深成形过程分析及回弹控制305
11.1充液热成形与热成形及常温充液成形的对比307
11.2充液热成形可控温度场研究313
11.2.1等温温度场对材料性能的影响313
11.2.2差温温度场对材料性能的影响316