金屬材料流變學理論及應用

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 流變學概述及發(fā)展歷史 1
1.1.1 流變學含義 1
1.1.2 流變學發(fā)展歷史 2
1.1.3 流變學研究內容 3
1.2 流變學在金屬材料加工中的應用 4
1.2.1 流變學在鑄造加工中的應用 4
1.2.2 流變學在半固態(tài)金屬加工中的應用 5
1.2.3 流變學在塑性加工中的應用 5
1.2.4 流變學在其他金屬材料加工中的應用 6
第2章 運動與變形、應力與應變描述 9
2.1 物體的運動 9
2.2 變形與運動的空間與物質描述 10
2.3 應力分析 11
2.3.1 一點的應力狀態(tài) 12
2.3.2 應力張量 13
2.3.3 主應力、應力張量不變量以及其他特征應力 14
2.4 應變分析 24
2.4.1 一點的應變狀態(tài) 25
2.4.2 應變張量 27
2.4.3 主應變、應變張量不變量以及其他特征應變 27
第3章 流變學本構關系 32
3.1 流變模型理論 32
3.2 常見的流變模型 34
3.2.1 Kelvin-Voigt模型 35
3.2.2 Maxwell模型 38
3.2.3 Poynting-Thompson模型 40
3.2.4 Bingham黏彈塑性模型 42
3.3 多維流變模型 43
3.3.1 二維黏彈性流變模型 43
3.3.2 正交各向異性黏彈性模型 47
3.3.3 多孔正交黏彈性模型 50
3.3.4 三維黏彈性流變模型 54
3.3.5 非正交黏彈性流變模型 57
3.4 統(tǒng)一本構理論 59
3.4.1 統(tǒng)一本構方程的一般特征 59
3.4.2 流動法則與運動方程 61
3.4.3 內變量演化方程 64
3.4.4 穩(wěn)定性和單值性準則 65
第4章 合金材料在凝固過程中的流變行為 67
4.1 引入內變量參數的本構關系 67
4.1.1 模型框架 68
4.1.2 黏塑性勢 69
4.1.3 內變量演化方程 71
4.2 基于熱-力模型凝固過程的流變學本構關系 72
4.2.1 熱控制方程 72
4.2.2 力控制方程 73
4.2.3 黏塑應變性模型 73
第5章 流變學在鑄造及半固態(tài)成形過程中的應用 75
5.1 鋁硅合金的鑄造流變特性 75
5.1.1 模型建立 75
5.1.2 數學方程建立 78
5.2 連續(xù)鑄鋼 80
5.2.1 模型建立 80
5.2.2 彈性變形 81
5.2.3 黏塑性變形 83
5.2.4 計算案例 85
5.3 半固態(tài)成形 86
5.3.1 半固態(tài)合金的流變現(xiàn)象 87
5.3.2 本構模型描述 87
第6章 流變學在材料塑性變形中的應用 93
6.1 本構關系的建立 94
6.2 TRIP鋼本構模型的建立 97
6.2.1 相變誘導塑性鋼的黏塑性分析 97
6.2.2 蠕變條件下的本構關系 100
6.2.3 應力松弛條件下的本構關系 105
6.3 微觀力學與宏觀流變模型的內在關系 110
6.3.1 組織演變觀察與分析 110
6.3.2 殘余奧氏體測定 112
6.4 非彈性回復分析 115
6.5 有限元仿真實例 120
第7章 流變學在其他金屬加工過程中的應用 124
7.1 焊接過程中的流變學應用 124
7.1.1 熱黏塑性耦合分析 124
7.1.2 彈黏塑性分析 126
7.2 熱軋過程中的流變學應用 128
7.3 激光加工過程中的流變學應用 133
參考文獻 137
附錄A 本構理論的基礎知識 141