金属材料流变学理论及应用

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 流变学概述及发展历史 1
1.1.1 流变学含义 1
1.1.2 流变学发展历史 2
1.1.3 流变学研究内容 3
1.2 流变学在金属材料加工中的应用 4
1.2.1 流变学在铸造加工中的应用 4
1.2.2 流变学在半固态金属加工中的应用 5
1.2.3 流变学在塑性加工中的应用 5
1.2.4 流变学在其他金属材料加工中的应用 6
第2章 运动与变形、应力与应变描述 9
2.1 物体的运动 9
2.2 变形与运动的空间与物质描述 10
2.3 应力分析 11
2.3.1 一点的应力状态 12
2.3.2 应力张量 13
2.3.3 主应力、应力张量不变量以及其他特征应力 14
2.4 应变分析 24
2.4.1 一点的应变状态 25
2.4.2 应变张量 27
2.4.3 主应变、应变张量不变量以及其他特征应变 27
第3章 流变学本构关系 32
3.1 流变模型理论 32
3.2 常见的流变模型 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黏弹塑性模型 42
3.3 多维流变模型 43
3.3.1 二维黏弹性流变模型 43
3.3.2 正交各向异性黏弹性模型 47
3.3.3 多孔正交黏弹性模型 50
3.3.4 三维黏弹性流变模型 54
3.3.5 非正交黏弹性流变模型 57
3.4 统一本构理论 59
3.4.1 统一本构方程的一般特征 59
3.4.2 流动法则与运动方程 61
3.4.3 内变量演化方程 64
3.4.4 稳定性和单值性准则 65
第4章 合金材料在凝固过程中的流变行为 67
4.1 引入内变量参数的本构关系 67
4.1.1 模型框架 68
4.1.2 黏塑性势 69
4.1.3 内变量演化方程 71
4.2 基于热-力模型凝固过程的流变学本构关系 72
4.2.1 热控制方程 72
4.2.2 力控制方程 73
4.2.3 黏塑应变性模型 73
第5章 流变学在铸造及半固态成形过程中的应用 75
5.1 铝硅合金的铸造流变特性 75
5.1.1 模型建立 75
5.1.2 数学方程建立 78
5.2 连续铸钢 80
5.2.1 模型建立 80
5.2.2 弹性变形 81
5.2.3 黏塑性变形 83
5.2.4 计算案例 85
5.3 半固态成形 86
5.3.1 半固态合金的流变现象 87
5.3.2 本构模型描述 87
第6章 流变学在材料塑性变形中的应用 93
6.1 本构关系的建立 94
6.2 TRIP钢本构模型的建立 97
6.2.1 相变诱导塑性钢的黏塑性分析 97
6.2.2 蠕变条件下的本构关系 100
6.2.3 应力松弛条件下的本构关系 105
6.3 微观力学与宏观流变模型的内在关系 110
6.3.1 组织演变观察与分析 110
6.3.2 残余奥氏体测定 112
6.4 非弹性回复分析 115
6.5 有限元仿真实例 120
第7章 流变学在其他金属加工过程中的应用 124
7.1 焊接过程中的流变学应用 124
7.1.1 热黏塑性耦合分析 124
7.1.2 弹黏塑性分析 126
7.2 热轧过程中的流变学应用 128
7.3 激光加工过程中的流变学应用 133
参考文献 137
附录A 本构理论的基础知识 141