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绪论1

一、金属塑性成形方法的特点1

二、金属塑性成形方法的分类1

三、金属塑性成形理论的发展概况3

四、本课程的任务4

第一章 金属塑性变形的物理基础5

第一节 塑性变形的机理5

一、滑移5

二、孪生7

三、扩散9

四、晶间变形10

五、合金的塑性变形10

第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响13

一、塑性变形的分类13

二、冷变形对金属组织和性能的影响14

三、热变形对金属组织和性能的影响17

四、温塑性变形对金属组织和性能的影响20

第三节 金属的超塑性变形21

一、超塑性的分类21

二、超塑性变形机理22

三、超塑性变形的力学特征22

四、超塑性变形对金属材料组织结构的影响24

习题与思考题25

第二章 金属的塑性和塑性变形26

第一节 金属的塑性、变形抗力及其影响因素26

一、塑性和变形抗力的概念26

二、化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响28

三、变形温度对塑性和变形抗力的影响32

四、变形速度对塑性和变形抗力的影响32

五、应力状态对塑性和变形抗力的影响34

六、提高金属塑性和降低变形抗力的主要途径37

第二节 金属的流动及其影响因素38

一、金属的塑性变形与流动39

二、金属的不均匀变形、附加应力和残余应力42

三、金属的断裂46

第三节 金属塑性成形中的摩擦和润滑46

一、塑性成形时摩擦的特点47

二、塑性成形时摩擦的分类47

三、塑性成形时接触表面摩擦力的计算48

四、影响摩擦系数的因素49

五、塑性成形时的润滑50

习题与思考题52

第三章 应力和应变53

第一节 求和约定及张量53

一、求和约定53

二、张量55

第二节 应力分析56

一、外力56

二、应力56

三、直角坐标系中一点的应力状态57

四、应力平衡微分方程64

五、应力莫尔圆66

六、平面问题的应力状态和轴对称应力状态66

第三节 应变分析70

一、点的应变状态及应变张量70

二、几何方程72

三、变形连续方程72

四、体积不变条件73

五、主应变、应变张量的不变量、主剪应变和最大剪应变74

六、应变偏张量和球张量、八面体应变和等效应变74

七、应变增量和应变速率张量75

八、平面变形问题和轴对称问题77

习题与思考题78

第四章 屈服准则80

第一节 屈雷斯加屈服准则80

第二节 米塞斯屈服准则81

第三节 屈服准则的几何表达82

一、两向应力状态的屈服轨迹82

二、主应力空间中的屈服表面83

三、π平面上的屈服轨迹85

第四节 中间主应力的影响85

第五节 屈服准则的实验验证86

第六节 应变硬化材料的屈服准则87

第七节 各向异性材料的屈服准则88

第八节 屈服准则在塑性加工中的应用90

一、屈服准则的正确选用90

二、控制变形产生的部位90

三、应用实例92

习题与思考题93

第五章 塑性应力应变关系95

第一节 塑性应力应变关系95

一、弹性应力应变关系95

二、塑性应力应变关系的特点96

第二节 塑性变形的增量理论97

一、列维-米塞斯方程97

二、圣维南塑性流动方程98

三、普朗特-劳斯方程99

第三节 塑性变形的全量理论99

第四节 应力应变顺序对应规律100

第五节 屈服图形上的应力分区及其与塑性成形时工件尺寸变化的关系103

第六节 应力张量及应力偏张量不变量的物理意义106

一、应力张量第一不变量的物理意义107

二、应力张量及应力偏张量第二不变量的物理意义108

三、应力张量及应力偏张量第三不变量的物理意义108

习题与思考题110

第六章 真实应力-应变曲线111

第一节 拉伸试验曲线111

一、拉伸图和条件应力-应变曲线111

二、包申格效应112

三、拉伸时的真实应力-应变曲线113

四、拉伸真实应力-应变曲线塑性失稳点的特性116

五、真实应力-应变曲线的简化形式116

六、抛物线形真实应力-应变曲线的经验方程117

第二节 压缩试验曲线118

一、直接消除摩擦的圆柱体压缩法118

二、用外推法求压缩真实应力-应变曲线119

第三节 变形温度、速度对真实应力-应变曲线的影响120

一、变形温度对真实应力-应变曲线的影响120

二、变形速度对真实应力-应变曲线的影响120

习题与思考题121

第七章 金属塑性成形问题的传统解法122

第一节 主应力法及应用122

一、主应力法的基本原理122

二、主应力法求解变形力举例123

第二节 滑移线法及应用127

一、滑移线的基本概念127

二、汉基（Hencky）应力方程129

三、滑移线的几何性质130

四、滑移线场的建立131

五、滑移线场的速度场135

六、滑移线场理论在塑性成形中的应用138

第三节 上限法及应用143

一、最大散逸功原理143

二、上限法原理145

三、上限法在平面变形问题中的应用146

第四节 变形功法及应用150

一、变形功法的基本原理150

二、变形功法在塑性成形中的应用151

习题与思考题154

第八章 金属塑性成形问题的有限元法及应用158

第一节 概述158

第二节 有限元的基本原理159

一、连续体的离散处理159

二、单元的几何特征160

三、合成总体刚度矩阵167

第三节 刚塑性有限元法及应用168

一、刚塑性有限元法168

二、刚塑性有限元法在塑性成形中的应用169

习题与思考题180

参考文献181