《板材充液成形先進技術》內容簡介：第1章概論；第2章本構方程、屈服準則及斷裂準則；第3章基於單動液壓機通用模架的充液拉深裝備及實例；第4章板材充液拉深溢流壓力模型及反向建模技術；第5章基於先進板材充液成形技術的衍生工藝措施；第6章典型複雜薄壁構件充液成形分析；第7章板材熱介質充液成形設備；第8章板材熱介質成形力學解析。
基本介紹
- 外文名：Innovative Sheet Hydroforming and Warm/hot Hydroforming
- 書名：板材充液成形先進技術
- 作者：郎利輝
- 出版日期：2014年9月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787118095852
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：373頁
- 開本：16
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《板材充液成形先進技術》是2014年國防工業出版社出版的圖書，作者是郎利輝。
圖書目錄
第1章概論
1.1引言
1.2板材充液成形技術介紹
1.2.1板材充液成形技術發展歷史概況
1.2.2板材充液成形技術分類及成形原理
1.2.3板材充液成形技術特點
1.2.4板材熱介質成形技術優勢及影響因素
1.2.5世界上部分著名的充液成形研究機構
1.3板材充液成形技術國內外發展及研究現狀
1.3.1橡皮囊液壓成形階段
1.3.2充液成形技術階段
1.3.3充液成形技術的套用
1.4板材熱介質充液成形技術國內外研究現狀
1.4.1板材熱介質充液成形技術國內外發展概況
1.4.2板材熱介質成形技術設備國內外研究現狀
1.4.3板材熱介質成形材料性能測試研究現狀
1.5發展趨勢
參考文獻
第2章本構方程、屈服準則及斷裂準則
2.1本構方程
2.1.1本構方程定義與分類
2.1.2經驗本構模型及建模方法
2.1.3基於內變數的物理本構模型
2.2屈服準則
2.2.1屈服準則定義
2.2.2穩定塑性材料屈服面外凸性和塑性應變增量法向規則
2.2.3Barlat系列各向異性屈服準則簡介
2.2.4Barlat2000屈服準則各向異性係數的計算
2.3斷裂準則
2.3.1基於應力三軸度的斷裂準則
2.3.2基於應變能或損傷閾值判斷的斷裂準則
參考文獻
第3章基於單動液壓機通用模架的充液拉深裝備及實例
3.1總體方案
3.2充液拉深通用模架的研製
3.2.1方案的確定
3.2.2超高壓液室的結構設計及其強度的有限元分析
3.2.3節能高效壓邊缸的設計
3.3液壓控制系統的設計
3.3.1方案的選擇
3.3.2充液拉深液壓控制系統工作原理
3.3.3超高壓減壓裝置的特點
3.3.4減壓裝置超高壓密封形式的選擇
3.4計算機控制系統的設計
3.4.1原理分析及方案的選擇
3.4.2計算機控制軟體的設計
3.4.3計算機控制系統的回響性能分析
3.5板材充液成形設備實例
3.5.1HFS—300型充液拉深設備
3.5.2模架型式的充液成形裝備改造
3.5.3基於通用雙動液壓機的充液成形裝備改造
第4章板材充液拉深溢流壓力模型及反向建模技術
4.1充液拉深溢流臨界壓力
4.1.1筒形件充液拉深液室溢流壓力模型
4.1.2筒形件充液拉深溢流後流體壓力模型
4.1.3方盒形件充液拉深液室溢流壓力模型
4.1.4方盒形件充液拉深溢流後流體壓力模型
4.2液體流動計算模型的離散格式
4.2.1筒形件充液拉深液體流動模型離散格式
4.2.2方盒形件充液拉深液體流動模型離散格式
4.3充液室液體壓力的功能研究
4.3.1摩擦保持及溢流潤滑效果
4.3.2液室壓力對零件成形性的影響
4.3.3液室最高壓力與板材成形極限的關係
4.4軟拉延筋的功能分析
4.4.1筒形件充液拉深軟拉延筋
4.4.2方錐盒形件充液成形直邊與拐角處軟拉深筋的功能分析
4.5基於反向建模的精確材料模型最佳化策略
4.5.1材料和模具工裝
4.5.2最佳化方法
4.5.3確定目標函式和變數
4.5.4使用最佳化材料參數分析過程成形參數的作用
第5章基於先進板材充液成形技術的衍生工藝措施
5.1方盒零件圓形凹模局部約束成形
5.1.1工具及材料
5.1.2模擬中的格線模型
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成形極限分析
5.1.6考慮軋制方向的坯料不同定位
5.2多層板充液成形：基於中間鋁箔成形的實驗分析及數值模擬
5.2.1主要參數和數值模擬模型
5.2.2筒形件成形
5.2.3厚度分布
5.2.4討論分析
5.2.5起皺和破裂的防止
5.2.6成形極限的提高
5.2.7凹模型腔壓力變化的影響
5.3徑向加壓輔助充液拉深
5.3.1材料及有限元模型
5.3.2壓力邊界
5.3.3壓邊間隙
5.3.4凸模力
5.3.5預脹形
5.3.6工藝視窗
5.3.7精度分析
5.3.8壁厚分布
5.3.9成形極限預測
5.3.10失效模式
5.3.11摩擦因數的影響
5.3.12起皺預測
5.3.13平面各向異性
參考文獻
第6章典型複雜薄壁構件充液成形分析
6.1小錐形件充液成形分析
6.1.1小錐形件充液成形過程有限元模型
6.1.2基本工藝條件及材料設定
6.1.3初始反脹壓力對成形的影響
6.1.4初始反脹高度對成形的影響
6.1.5液室壓力變化對成形的影響
6.1.6凸模與板材的摩擦因數對成形的影響
6.1.7小錐形件二次充液拉深過程數值模擬
6.1.8小錐形件初次拉深實驗
6.1.9小錐形件二次拉深實驗
6.2複雜微小w環成形工藝及其數值模擬
6.2.1W環基本特徵描述
6.2.2W環成形工藝及模具結構
6.2.3有限元模型的建立
6.2.4成形模擬實驗方案
6.2.5上（下）模A與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.6芯模與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.7中模B與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.8上模A與下模A的開模間距對初始成形的影響
6.2.9成形工藝參數最佳化
6.2.10液室壓力載入曲線對初始成形的影響
6.3鋁合金方盒異型件充液成形
6.3.1零件特徵及材料參數
6.3.2失穩控制有限元分析
6.3.3實驗研究
6.4飛機大型複雜雙曲度蒙皮充液成形數值模擬及實驗研究
6.4.1零件概述
6.4.2零件成形工藝設計
6.4.3數值模擬
6.4.4實驗結果及零件缺陷分析
第7章板材熱介質充液成形設備
7.1總體方案確定
7.2加熱系統設計
7.2.1加熱室主體加熱設計
7.2.2底加熱板設計
7.2.3模具加熱塊設計
7.2.4隔熱保溫設計
7.2.5各加熱部分功率設計
7.3冷卻系統設計
7.3.1液壓機機架部分冷卻
7.3.2增壓缸部分冷卻
7.4液室結構設計及其強度分析
7.5增壓裝置設計
7.6關鍵部位高溫高壓密封設計
7.6.1液室上的靜密封
7.6.2增壓缸筒上的動密封
7.7液壓控制系統及計算機控制系統
7.7.1液壓控制系統
7.7.2計算機控制系統
1.1引言
1.2板材充液成形技術介紹
1.2.1板材充液成形技術發展歷史概況
1.2.2板材充液成形技術分類及成形原理
1.2.3板材充液成形技術特點
1.2.4板材熱介質成形技術優勢及影響因素
1.2.5世界上部分著名的充液成形研究機構
1.3板材充液成形技術國內外發展及研究現狀
1.3.1橡皮囊液壓成形階段
1.3.2充液成形技術階段
1.3.3充液成形技術的套用
1.4板材熱介質充液成形技術國內外研究現狀
1.4.1板材熱介質充液成形技術國內外發展概況
1.4.2板材熱介質成形技術設備國內外研究現狀
1.4.3板材熱介質成形材料性能測試研究現狀
1.5發展趨勢
參考文獻
第2章本構方程、屈服準則及斷裂準則
2.1本構方程
2.1.1本構方程定義與分類
2.1.2經驗本構模型及建模方法
2.1.3基於內變數的物理本構模型
2.2屈服準則
2.2.1屈服準則定義
2.2.2穩定塑性材料屈服面外凸性和塑性應變增量法向規則
2.2.3Barlat系列各向異性屈服準則簡介
2.2.4Barlat2000屈服準則各向異性係數的計算
2.3斷裂準則
2.3.1基於應力三軸度的斷裂準則
2.3.2基於應變能或損傷閾值判斷的斷裂準則
參考文獻
第3章基於單動液壓機通用模架的充液拉深裝備及實例
3.1總體方案
3.2充液拉深通用模架的研製
3.2.1方案的確定
3.2.2超高壓液室的結構設計及其強度的有限元分析
3.2.3節能高效壓邊缸的設計
3.3液壓控制系統的設計
3.3.1方案的選擇
3.3.2充液拉深液壓控制系統工作原理
3.3.3超高壓減壓裝置的特點
3.3.4減壓裝置超高壓密封形式的選擇
3.4計算機控制系統的設計
3.4.1原理分析及方案的選擇
3.4.2計算機控制軟體的設計
3.4.3計算機控制系統的回響性能分析
3.5板材充液成形設備實例
3.5.1HFS—300型充液拉深設備
3.5.2模架型式的充液成形裝備改造
3.5.3基於通用雙動液壓機的充液成形裝備改造
第4章板材充液拉深溢流壓力模型及反向建模技術
4.1充液拉深溢流臨界壓力
4.1.1筒形件充液拉深液室溢流壓力模型
4.1.2筒形件充液拉深溢流後流體壓力模型
4.1.3方盒形件充液拉深液室溢流壓力模型
4.1.4方盒形件充液拉深溢流後流體壓力模型
4.2液體流動計算模型的離散格式
4.2.1筒形件充液拉深液體流動模型離散格式
4.2.2方盒形件充液拉深液體流動模型離散格式
4.3充液室液體壓力的功能研究
4.3.1摩擦保持及溢流潤滑效果
4.3.2液室壓力對零件成形性的影響
4.3.3液室最高壓力與板材成形極限的關係
4.4軟拉延筋的功能分析
4.4.1筒形件充液拉深軟拉延筋
4.4.2方錐盒形件充液成形直邊與拐角處軟拉深筋的功能分析
4.5基於反向建模的精確材料模型最佳化策略
4.5.1材料和模具工裝
4.5.2最佳化方法
4.5.3確定目標函式和變數
4.5.4使用最佳化材料參數分析過程成形參數的作用
第5章基於先進板材充液成形技術的衍生工藝措施
5.1方盒零件圓形凹模局部約束成形
5.1.1工具及材料
5.1.2模擬中的格線模型
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成形極限分析
5.1.6考慮軋制方向的坯料不同定位
5.2多層板充液成形：基於中間鋁箔成形的實驗分析及數值模擬
5.2.1主要參數和數值模擬模型
5.2.2筒形件成形
5.2.3厚度分布
5.2.4討論分析
5.2.5起皺和破裂的防止
5.2.6成形極限的提高
5.2.7凹模型腔壓力變化的影響
5.3徑向加壓輔助充液拉深
5.3.1材料及有限元模型
5.3.2壓力邊界
5.3.3壓邊間隙
5.3.4凸模力
5.3.5預脹形
5.3.6工藝視窗
5.3.7精度分析
5.3.8壁厚分布
5.3.9成形極限預測
5.3.10失效模式
5.3.11摩擦因數的影響
5.3.12起皺預測
5.3.13平面各向異性
參考文獻
第6章典型複雜薄壁構件充液成形分析
6.1小錐形件充液成形分析
6.1.1小錐形件充液成形過程有限元模型
6.1.2基本工藝條件及材料設定
6.1.3初始反脹壓力對成形的影響
6.1.4初始反脹高度對成形的影響
6.1.5液室壓力變化對成形的影響
6.1.6凸模與板材的摩擦因數對成形的影響
6.1.7小錐形件二次充液拉深過程數值模擬
6.1.8小錐形件初次拉深實驗
6.1.9小錐形件二次拉深實驗
6.2複雜微小w環成形工藝及其數值模擬
6.2.1W環基本特徵描述
6.2.2W環成形工藝及模具結構
6.2.3有限元模型的建立
6.2.4成形模擬實驗方案
6.2.5上（下）模A與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.6芯模與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.7中模B與坯料的摩擦因數對初始成形的影響
6.2.8上模A與下模A的開模間距對初始成形的影響
6.2.9成形工藝參數最佳化
6.2.10液室壓力載入曲線對初始成形的影響
6.3鋁合金方盒異型件充液成形
6.3.1零件特徵及材料參數
6.3.2失穩控制有限元分析
6.3.3實驗研究
6.4飛機大型複雜雙曲度蒙皮充液成形數值模擬及實驗研究
6.4.1零件概述
6.4.2零件成形工藝設計
6.4.3數值模擬
6.4.4實驗結果及零件缺陷分析
第7章板材熱介質充液成形設備
7.1總體方案確定
7.2加熱系統設計
7.2.1加熱室主體加熱設計
7.2.2底加熱板設計
7.2.3模具加熱塊設計
7.2.4隔熱保溫設計
7.2.5各加熱部分功率設計
7.3冷卻系統設計
7.3.1液壓機機架部分冷卻
7.3.2增壓缸部分冷卻
7.4液室結構設計及其強度分析
7.5增壓裝置設計
7.6關鍵部位高溫高壓密封設計
7.6.1液室上的靜密封
7.6.2增壓缸筒上的動密封
7.7液壓控制系統及計算機控制系統
7.7.1液壓控制系統
7.7.2計算機控制系統
7.2.3模具加熱塊設計201
7.2.4隔熱保溫設計201
7.2.5各加熱部分功率設計202
7.3冷卻系統設計203
7.3.1液壓機機架部分冷卻203
7.3.2增壓缸部分冷卻204
7.4液室結構設計及其強度分析205
7.5增壓裝置設計206
7.6關鍵部位高溫高壓密封設計207
7.6.1液室上的靜密封207
7.6.2增壓缸筒上的動密封208
7.7液壓控制系統及計算機控制系統209
7.7.1液壓控制系統209
7.7.2計算機控制系統209
7.2.4隔熱保溫設計201
7.2.5各加熱部分功率設計202
7.3冷卻系統設計203
7.3.1液壓機機架部分冷卻203
7.3.2增壓缸部分冷卻204
7.4液室結構設計及其強度分析205
7.5增壓裝置設計206
7.6關鍵部位高溫高壓密封設計207
7.6.1液室上的靜密封207
7.6.2增壓缸筒上的動密封208
7.7液壓控制系統及計算機控制系統209
7.7.1液壓控制系統209
7.7.2計算機控制系統209
第8章板材熱介質成形力學解析211
8.1主應力法力學解析基本方程211
8.1.1任意薄壁件迴轉體平衡方程211
8.1.2塑性方程214
8.1.3應力應變關係215
8.2筒形件充液拉深成形厚度法向應力215
8.3筒形件溫熱介質拉深典型區域應力解析217
8.3.1基本參數及有限元建模217
8.3.2法蘭應力分析219
8.3.3凹模圓角應力分析224
8.3.4筒壁處應力分析232
參考文獻235
第9章三向應力狀態板材充液成形應力狀態及成形性分析236
9.1厚度法向應力對屈服軌跡的影響236
9.1.1筒形件充液拉深在屈服軌跡上的應力分布236
9.1.2平面應力狀態下屈服軌跡變化238
9.2板材充液熱成形力學特徵239
9.2.1（βav,ε）及（η,ω）坐標空間239
8.1主應力法力學解析基本方程211
8.1.1任意薄壁件迴轉體平衡方程211
8.1.2塑性方程214
8.1.3應力應變關係215
8.2筒形件充液拉深成形厚度法向應力215
8.3筒形件溫熱介質拉深典型區域應力解析217
8.3.1基本參數及有限元建模217
8.3.2法蘭應力分析219
8.3.3凹模圓角應力分析224
8.3.4筒壁處應力分析232
參考文獻235
第9章三向應力狀態板材充液成形應力狀態及成形性分析236
9.1厚度法向應力對屈服軌跡的影響236
9.1.1筒形件充液拉深在屈服軌跡上的應力分布236
9.1.2平面應力狀態下屈服軌跡變化238
9.2板材充液熱成形力學特徵239
9.2.1（βav,ε）及（η,ω）坐標空間239
9.2.2斷裂韌性與βav及η關係定性分析240
9.2.3流體壓力對板材充液成形應力狀態的影響242
9.2.4有限元結果分析245
9.3（η，ω）空間Mohr-Coulomb斷裂軌跡實驗確定248
9.4考慮厚度法向應力的Smith模型251
9.4.1Smith模型應力應變分量251
9.4.2平面應力條件下極限應變確定252
9.4.3（βav,ε）及（η,ω）坐標空間253
9.4.4理論預測結果分析254
9.5考慮厚度法向應力的M-K修正模型257
9.5.1M-K模型及理論基礎257
9.5.2M-K模型求解258
9.5.3計算過程分析260
9.5.4結果及成形性改善分析261
第10章鋁合金板材脹形熱塑性變形行為及本構模型研究268
10.1脹形實驗獲得應力應變曲線的考慮269
10.1.1脹形實驗獲得應力應變曲線原理269
10.1.2脹形中壓力率控制的考慮269
10.2脹形實驗270
10.2.1脹形實驗機及裝置270
10.2.2實驗結果272
10.3流動應力計算274
10.3.1脹形試樣球形度評估274
10.3.2脹形流動應力典型計算模型比較及流動應力計算276
10.3.3壓力率與應變率的關係283
10.4板材熱介質成形本構模型285
10.4.1流動應力方程286
10.4.2硬化準則287
10.4.3位錯密度演化288
10.4.4基於微觀機制的熱脹形本構方程289
10.5本構方程參數確定290
10.5.1本構方程離散數值格式290
10.5.2本構模型中材料常數的確定291
10.6本構方程的隱式積分法293
10.6.1徑向返回算法293
10.6.2切線剛度矩陣更新297
10.6.3有限元實現步驟301
參考文獻303
9.2.3流體壓力對板材充液成形應力狀態的影響242
9.2.4有限元結果分析245
9.3（η，ω）空間Mohr-Coulomb斷裂軌跡實驗確定248
9.4考慮厚度法向應力的Smith模型251
9.4.1Smith模型應力應變分量251
9.4.2平面應力條件下極限應變確定252
9.4.3（βav,ε）及（η,ω）坐標空間253
9.4.4理論預測結果分析254
9.5考慮厚度法向應力的M-K修正模型257
9.5.1M-K模型及理論基礎257
9.5.2M-K模型求解258
9.5.3計算過程分析260
9.5.4結果及成形性改善分析261
第10章鋁合金板材脹形熱塑性變形行為及本構模型研究268
10.1脹形實驗獲得應力應變曲線的考慮269
10.1.1脹形實驗獲得應力應變曲線原理269
10.1.2脹形中壓力率控制的考慮269
10.2脹形實驗270
10.2.1脹形實驗機及裝置270
10.2.2實驗結果272
10.3流動應力計算274
10.3.1脹形試樣球形度評估274
10.3.2脹形流動應力典型計算模型比較及流動應力計算276
10.3.3壓力率與應變率的關係283
10.4板材熱介質成形本構模型285
10.4.1流動應力方程286
10.4.2硬化準則287
10.4.3位錯密度演化288
10.4.4基於微觀機制的熱脹形本構方程289
10.5本構方程參數確定290
10.5.1本構方程離散數值格式290
10.5.2本構模型中材料常數的確定291
10.6本構方程的隱式積分法293
10.6.1徑向返回算法293
10.6.2切線剛度矩陣更新297
10.6.3有限元實現步驟301
參考文獻303
第11章筒形件熱油介質拉深成形過程分析及回彈控制305
11.1充液熱成形與熱成形及常溫充液成形的對比307
11.2充液熱成形可控溫度場研究313
11.2.1等溫溫度場對材料性能的影響313
11.2.2差溫溫度場對材料性能的影響316
11.1充液熱成形與熱成形及常溫充液成形的對比307
11.2充液熱成形可控溫度場研究313
11.2.1等溫溫度場對材料性能的影響313
11.2.2差溫溫度場對材料性能的影響316
11.2.3合理溫度場的確定319
11.3充液熱成形載入條件研究320
11.3.1液室壓力對成形性能的影響320
11.3.2壓邊力對成形性能的影響330
11.3.3成形速度對成形性能的影響332
11.4溫熱充液拉深中冷卻方式對7系鋁合金微觀組織的影響333
11.4.1鋁合金板材溫熱充液成形後性能評估333
11.4.2冷卻方式對成形件力學性能影響335
11.4.3冷卻方式對成形件微觀組織影響336
11.5回彈產生的機理及研究方法338
11.5.1回彈產生的機理338
11.5.2回彈研究方法340
11.6典型件充液熱介質成形回彈現象研究341
11.6.1回彈模擬方法的實驗驗證341
11.6.2等溫溫度場對回彈的影響343
11.6.3差溫溫度場對回彈的影響345
11.6.4液室壓力對典型件充液熱介質成形回彈的影響346
11.6.5壓邊力對典型件充液熱介質成形回彈的影響348
11.6.6拉深速度對典型件充液熱介質成形回彈的影響350
參考文獻352
第12章熱介質充液隔膜成形及固體顆粒柔性介質成形新技術354
12.1熱介質充液隔膜成形354
12.1.1熱介質充液隔膜成形技術的基本原理354
12.1.2熱介質充液隔膜成形技術的特點355
12.1.3熱介質充液隔膜成形技術的研究現狀357
12.1.4熱介質充液隔膜成形技術的套用領域360
12.1.5熱介質充液隔膜成形技術發展中存在的問題及未來的研究方向362
12.2板材熱態固體顆粒成形技術362
12.2.1成形原理362
12.2.2國內外研究現狀363
12.2.3固體顆粒介質成形優勢364
12.2.4顆粒直徑對表面質量的影響365
12.2.5壁厚分布規律366
12.2.6固體顆粒介質回彈研究367
11.3充液熱成形載入條件研究320
11.3.1液室壓力對成形性能的影響320
11.3.2壓邊力對成形性能的影響330
11.3.3成形速度對成形性能的影響332
11.4溫熱充液拉深中冷卻方式對7系鋁合金微觀組織的影響333
11.4.1鋁合金板材溫熱充液成形後性能評估333
11.4.2冷卻方式對成形件力學性能影響335
11.4.3冷卻方式對成形件微觀組織影響336
11.5回彈產生的機理及研究方法338
11.5.1回彈產生的機理338
11.5.2回彈研究方法340
11.6典型件充液熱介質成形回彈現象研究341
11.6.1回彈模擬方法的實驗驗證341
11.6.2等溫溫度場對回彈的影響343
11.6.3差溫溫度場對回彈的影響345
11.6.4液室壓力對典型件充液熱介質成形回彈的影響346
11.6.5壓邊力對典型件充液熱介質成形回彈的影響348
11.6.6拉深速度對典型件充液熱介質成形回彈的影響350
參考文獻352
第12章熱介質充液隔膜成形及固體顆粒柔性介質成形新技術354
12.1熱介質充液隔膜成形354
12.1.1熱介質充液隔膜成形技術的基本原理354
12.1.2熱介質充液隔膜成形技術的特點355
12.1.3熱介質充液隔膜成形技術的研究現狀357
12.1.4熱介質充液隔膜成形技術的套用領域360
12.1.5熱介質充液隔膜成形技術發展中存在的問題及未來的研究方向362
12.2板材熱態固體顆粒成形技術362
12.2.1成形原理362
12.2.2國內外研究現狀363
12.2.3固體顆粒介質成形優勢364
12.2.4顆粒直徑對表面質量的影響365
12.2.5壁厚分布規律366
12.2.6固體顆粒介質回彈研究367
12.2.7展望369
參考文獻370
參考文獻370
