具体描述
塑性工程学导论 书籍简介 《塑性工程学导论》旨在为工程领域的研究人员、学生和从业者提供对塑性行为原理的全面、深入的理解。本书着眼于塑性变形的基本概念，从原子尺度上的位错运动，到宏观尺度上的材料响应，层层递进，直至工程应用中的复杂问题。我们不局限于理论的阐述，更注重将理论知识与实际工程问题紧密结合，引导读者掌握分析和解决涉及塑性变形的工程挑战的工具和方法。 本书的核心在于揭示材料在超过其弹性极限后所表现出的永久变形行为。这种塑性变形是现代工程制造和结构设计不可或缺的关键。从金属的锻造、轧制、冲压，到高分子材料的成型，再到地壳板块的构造运动，塑性变形无处不在，对材料的性能、产品的可靠性和结构的安全性有着至关重要的影响。因此，对塑性行为的深刻理解，是任何一位有志于在材料、制造、结构等工程领域有所建树的专业人士必备的知识体系。 《塑性工程学导论》的编写遵循严谨的逻辑顺序，力求清晰易懂，同时又不失内容的深度和广度。本书并非一本单纯的教科书，而更像一位循循善诱的导师，引导读者逐步深入塑性工程学的迷人世界。 第一部分：塑性变形的基础 本书的开篇，我们将从最基础的层面入手，建立起对塑性变形的直观认识。 第一章：材料的弹性与塑性行为 本章将首先回顾材料的弹性变形，强调其可恢复性，并引入应力-应变曲线这一核心工具。通过分析不同材料的典型应力-应变曲线，我们将清晰地辨识出弹性极限、屈服强度、抗拉强度和断裂强度等关键力学参数。 随后，我们将重点探讨塑性变形的本质。我们将深入解析晶体材料中的塑性变形机制，即位错的运动。通过详实的图示和概念性的解释，读者将理解位错的类型（刃位错、螺位错）、滑移系以及它们在晶体结构中的移动如何导致宏观的永久变形。我们将讨论位错的产生、湮灭、相互作用以及它们对材料屈服行为的影响。 对于非晶体材料，例如聚合物，我们将介绍其特有的塑性变形机制，如链段运动、分子链的取向和滑移等。这将帮助读者建立起对不同材料类别塑性行为差异的初步认识。 我们将讨论影响材料屈服强度的因素，包括晶粒尺寸、杂质、固溶强化、位错密度等，为后续深入理解材料强化机制奠定基础。 第二章：晶体结构与塑性变形 本章将聚焦于晶体结构对塑性变形的决定性作用。我们将回顾常见的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构。 我们将详细阐述不同晶体结构下滑移系的激活。FCC结构通常具有较多且易于滑移的滑移系，这解释了其良好的塑性。BCC结构虽然滑移系数量也较多，但滑移的启动能量较高，且在低温下容易发生脆性断裂。HCP结构则具有方向性强的滑移特性，其塑性行为受晶向影响显著。 我们将引入施密德定律，用以量化晶体取向对屈服强度的影响。通过理解施密德因子，读者将能够预测在特定应力状态下，哪些滑移系更容易被激活。 本章还将简要介绍孪晶（Twinning）作为一种塑性变形机制，尤其是在某些晶体结构（如BCC和HCP）中，其在某些条件下也能贡献显著的塑性变形。 第三章：塑性变形的本构关系 本章将引入描述材料塑性行为的数学模型，即本构关系。我们将从最基本的理想塑性模型开始，讨论其假设和局限性。 我们将详细介绍应变硬化（Strain Hardening）的概念，即材料在塑性变形过程中强度逐渐增加的现象。我们将探讨几种典型的应变硬化模型，如线性硬化、指数硬化和幂律硬化等，并给出相应的数学表达式。 我们将介绍与塑性变形相关的流动应力（Flow Stress）的概念，以及它如何随塑性应变的变化而变化。 对于具有黏塑性的材料（Viscoplastic Materials），我们将介绍它们在应力作用下既表现出塑性变形又具有时间依赖性的特点。我们将探讨黏塑性本构模型，例如Norton-Hoff模型，并讨论温度和应变速率对黏塑性行为的影响。 本章的重点是将理论模型与实验数据进行对比，使读者理解如何选择和应用合适的本构关系来准确描述特定材料的塑性行为。 第二部分：塑性变形的宏观效应与工程问题 在掌握了塑性变形的基本原理后，我们将视角转向其在工程实践中的具体表现和应用。 第四章：应力状态与塑性失效 本章将深入探讨复杂的应力状态对材料塑性行为的影响。我们将引入主应力、应力张量以及应力不变量的概念。 我们将详细介绍几种重要的屈服准则，包括冯·米塞斯（von Mises）屈服准则和特雷斯卡（Tresca）屈服准则。我们将分析这两种准则的适用范围和差异，并通过算例展示如何利用它们来预测材料在复杂应力状态下的屈服。 我们将讨论断裂韧性（Fracture Toughness）和应力强度因子（Stress Intensity Factor）等概念，并探讨塑性变形如何影响材料的断裂行为，例如裂纹尖端的塑性区大小和形状。 本章还将介绍断裂准则，例如最大应力准则和最大剪应力准则，以及它们在预测材料失效中的应用。 第五章：塑性变形的数值模拟 在现代工程设计中，数值模拟（Numerical Simulation）已成为分析复杂工程问题的强大工具。本章将重点介绍如何利用数值方法来模拟材料的塑性行为。 我们将详细介绍有限元法（Finite Element Method, FEM）在塑性分析中的基本原理和应用。我们将讨论如何建立有限元模型，选择合适的单元类型，以及如何定义材料本构模型和边界条件。 我们将介绍塑性分析中的迭代求解过程，包括收敛性问题和稳定性问题。 我们将通过实例展示如何使用有限元软件（例如ABAQUS, ANSYS等）来分析塑性变形，预测材料的屈服和失效，以及优化工程设计。 本章还将简要介绍其他数值方法，如有限差分法（Finite Difference Method, FDM）和边界元法（Boundary Element Method, BEM），及其在塑性工程领域的应用。 第六章：塑性加工工艺（一） 本章将开始探讨塑性变形在金属成形加工中的具体应用。我们将聚焦于几种重要的塑性加工工艺。 锻造（Forging）: 我们将介绍冷锻和热锻的工艺特点、优势和局限性。我们将分析模锻、自由锻等不同锻造方式的原理，以及锻件的设计原则，包括拔模斜度、圆角半径等。我们将讨论锻造过程中应力、应变和温度的分布，以及如何通过工艺参数控制来获得所需的锻件形状和性能。 轧制（Rolling）: 我们将详细介绍轧机的基本结构和工作原理。我们将分析平整轧制、异型轧制等不同轧制工艺。我们将讨论轧制过程中金属的变形机理，包括咬入力、轧制力、轧制矩的计算，以及轧制缺陷的产生和预防。我们将重点关注轧制参数（如轧辊直径、轧制速度、道次减少量）对轧制产品质量的影响。 第七章：塑性加工工艺（二） 本章将继续深入探讨其他重要的塑性加工工艺。 冲压（Stamping）/ 冲压成形（Sheet Metal Forming）: 我们将详细介绍落料、冲孔、弯曲、拉伸、胀形等基本冲压工序。我们将分析不同工序的变形机理，以及模具的设计要点。我们将讨论材料的塑性流动、回弹（Springback）现象及其影响，以及如何通过模具设计和工艺参数调整来控制回弹。我们将探讨拉深（Deep Drawing）工艺，包括拉深比、压料力、润滑等关键参数，以及如何避免起皱和撕裂等缺陷。 挤压（Extrusion）: 我们将介绍正挤压、反挤压和联合挤压等工艺。我们将分析挤压过程中金属的流动行为，以及模具的几何形状对挤压产品截面形状的影响。我们将讨论挤压力的计算，以及挤压速度、温度等因素对产品质量的影响。 连续铸造与轧制（Continuous Casting and Rolling）: 我们将简要介绍钢材等材料的连续铸造和后续轧制过程，展示现代工业生产中的一体化塑性加工流程。 第八章：塑性变形在结构工程中的应用 本章将把塑性分析的原理应用于更广泛的工程结构中。 塑性铰（Plastic Hinge）的概念: 我们将介绍塑性铰作为梁、框架等结构中发生大范围塑性变形的区域。我们将阐述塑性铰的形成条件以及其对结构承载能力的影响。 极限承载力分析（Limit Load Analysis）: 我们将介绍如何利用塑性理论来预测结构的极限承载能力。我们将讨论塑性塑性荷载（Plastic Load）和静定性（Mechanism）的概念。 地震工程中的塑性设计: 我们将探讨在地震荷载作用下，结构中允许出现塑性变形以耗散地震能量的重要性。我们将介绍基于性能的结构设计理念，以及如何通过引入塑性耗能元件来提高结构的抗震能力。 高层建筑和桥梁结构中的塑性分析: 我们将通过实例展示如何对复杂结构进行塑性分析，以确保其在设计荷载和潜在的超载情况下的安全性。 第九章：先进塑性理论与前沿研究 本章将触及一些更高级的塑性理论和当前的研究热点。 疲劳与塑性: 我们将探讨塑性变形在材料疲劳寿命中的作用，以及循环塑性（Cyclic Plasticity）的概念。 断裂力学中的塑性区: 我们将更深入地探讨裂纹尖端塑性区的分析，以及其在断裂判据中的作用。 塑性与损伤力学: 我们将介绍损伤力学（Damage Mechanics）的概念，以及其如何与塑性理论相结合，以更全面地描述材料在复杂加载条件下的行为，包括材料的软化和最终的失效。 纳米材料与微观塑性: 我们将简要探讨在纳米尺度下，材料的塑性变形行为可能发生的显著变化，例如尺寸依赖性效应。 智能材料的塑性响应: 探讨具有特殊功能的材料（如形状记忆合金、压电材料等）在受力后的塑性响应及其在智能结构和器件中的应用。 《塑性工程学导论》致力于为读者提供一个坚实的理论基础和丰富的工程应用实例。通过对塑性变形原理的深入剖析，以及对其在各种工程领域中应用的详细阐述，我们期望本书能够帮助读者建立起对这一关键工程学科的全面认识，并为他们在未来的学习、研究和实践中打下坚实的基础。本书内容力求严谨、清晰，并注重启发读者的工程思维和解决问题的能力。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有