本书主要论述了有限元在金属塑性成形中的应用及相关知识。具体内容包括:金属塑性成形塑性力学基础,弹塑性有限元理论基础及应用,板料冲压成形数值模拟,刚塑性有限元理论基础与应用,体积成形有限元数值模拟。
本书可供高校材料成型及控制工程专业与材料加工工程专业的本科生、研究生使用,也可供机械、造船等企业的工程技术人员参考。

第1章 绪论
1.1 有限元方法的发展历史
1.1.1 板料成形有限元技术发展
1.1.2 体积成形有限元技术发展
1.2 有限元商业软件简介
1.2.1 LS-DYNA
1.2.2 Marc软件
1.2.3 DEFORM软件
1.2.4 ABAQUS软件
1.2.5 PAM-STAMP软件
第2章 金属塑性成形塑性力学基础
2.1 金属塑性变形问题
2.1.1 塑性变形的基本形式
2.1.2 塑性及塑性指标
2.1.3 影响塑性变形的主要因素
2.2 求和约定与张量
2.2.1 角标记号法
2.2.2 求和约定
2.2.3 克氏符号δij
2.2.4 张量
2.3 应力分析与应变
2.3.1 点的应力状态分析
2.3.2 应力平衡方程
2.3.3 应变与位移的关系
2.3.4 点的应变状态分析
2.4 平面应力与平面应变问题
2.4.1 平面应力问题
2.4.2 平面应变问题
2.5 屈服准则与应力应变关系
2.5.1 弹性变形时应力应变关系
2.5.2 Mises屈服准则
2.5.3 增量理论与全量理论
2.5.4 材料的真实应力应变曲线
第3章 弹塑性有限元理论基础及应用
3.1 有限元基本方法
3.1.1 简例-桁架结构分析
3.1.2 有限元法解题步骤
3.2 线性问题有限元法
3.2.1 平面问题
3.2.2 轴对称问题
3.3 非线性问题有限元方法
3.3.1 非线性问题概述
3.3.2 材料本构关系
3.4 单元技术
3.4.1 单元种类
3.4.2 单元划分技术
3.4.3 网格自适应优化方法
3.5 板料成形有限元方程求解算法
3.5.1 动态显式算法和静态隐式算法
3.5.2 动态显式算法与静态隐式算法的比较
3.6 材料模型
3.6.1 影响材料成形性能的因素
3.6.2 材料的成形极限图
3.6.3 冲压成形CAE分析常用材料模型
第4章 板料冲压成形数值模拟
4.1 板料冲压成形CAE分析的一般步骤
4.2 DYNAFORM软件的基本模块主要功能
4.2.1 前置处理
4.2.2 有限元求解计算
4.2.3 后置处理
4.3 板料冲压成形缺陷
4.4 成形极限图
4.5 DYNAFORM软件的FLD功能模块
4.6 汽车零件的拉深成形数值模拟
4.6.1 前置处理
4.6.2 快速设置
4.6.3 利用ETA/Post进行后处理分析
4.7 管件的液压胀形成形数值模拟
4.7.1 进行T形管件液压成形模拟试验
4.7.2 自动设置
4.7.3 提交LS-DYNA求解器求解计算
4.7.4 后置处理
第5章 刚塑性有限元理论基础及应用
5.1 刚塑性变形问题
5.1.1 刚塑性变形的边值问题
5.1.2 Markov变分原理
5.1.3 拉格朗日乘子法
5.1.4 罚函数法
5.1.5 可压塑性法
5.2 刚塑性有限元
5.2.1 离散化
5.2.2 拉格朗日乘子法求解式
5.2.3 罚函数法
5.3 平面问题和轴对称问题
5.3.1 二维单元
5.3.2 刚度方程
5.3.3 整体刚度方程
5.4 数值模拟关键技术
5.4.1 接触应力边界条件处理
5.4.2 速度约束条件的引入
5.4.3 初始状速度场及刚性区
5.4.4 动态接触边界的自动处理技术
5.5 刚塑性有限元模拟分析步骤
5.5.1 增量变形分析方法
5.5.2 模拟分析步骤
第6章 体积成形有限元数值模拟
6.1 单元自适应技术
6.1.1 单元自适应加密技术
6.1.2 单元重划分
6.2 DEFORM软件
6.2.1 简介
6.2.2 前处理
6.2.3 分析求解
6.2.4 后处理
6.3 锻造过程模拟实例
6.3.1 螺旋伞齿轮的锻造工艺
6.3.2 锻造过程前处理
6.3.3 进行模拟运算及后处理
6.4 滚压过程模拟实例
6.4.1 温滚压工艺
6.4.2 温滚压模拟方案设计
6.4.3 温滚压模拟过程
6.4.4 模拟结果与分析
参考文献