材料成形过程数值模拟基础与应用

第1章绪论001
1.1材料成形过程数值分析方法002
1.1.1材料成形过程数值分析方法002
1.1.2有限元法的计算软件003
1.1.3ABAQUS软件简介003
1.2材料成形技术及其发展004
1.2.1材料成形技术004
1.2.2材料成形技术发展趋势005
1.3材料成形过程中典型的有限元问题006

第2章有限单元法基本理论008
2.1有限元法的基本思想及实施步骤009
2.2连续介质的离散化010
2.2.1选择单元形式011
2.2.2节点编码014
2.2.3计算区域的选择014
2.3单元分析015
2.3.1单元与形函数016
2.3.2几何矩阵033
2.3.3应力矩阵036
2.3.4单元刚度矩阵036
2.3.5表面均布作用力的转换和体力转换037
2.4整体分析039
2.4.1建立整体结构方程039
2.4.2位移约束041
2.4.3求解整体结构方程043
2.4.4求应力和应变043

第3章有限元软件ABAQUS基础045
3.1ABAQUS/CAE简介047
3.1.1ABAQUS/CAE的启动047
3.1.2ABAQUS/CAE主窗口的组成048
3.2ABAQUS/Standard 和Explicit050
3.3ABAQUS中坐标和量纲050
3.4ABAQUS/CAE功能模块介绍051
3.4.1Part（零件）051
3.4.2Property（特性）054
3.4.3Assembly（装配件）059
3.4.4Step（分析步骤）062
3.4.5Interaction（相互作用）069
3.4.6Load（载荷）073
3.4.7Mesh（网格）079
3.4.8Job（作业）090
3.4.9Visualization（可视化）092
3.4.10Sketch（绘图）095
3.4.11ABAQUS帮助文件096
3.5快速入门算例097
3.5.1实例1：二维桁架问题097
3.5.2实例2：三维轴承支架问题120

第4章非线性问题137
4.1弹塑性材料的塑性139
4.1.1弹塑性材料的塑性性能140
4.1.2屈服准则142
4.1.3硬化准则145
4.1.4成形过程的损伤与断裂147
4.2材料成形过程的接触147
4.2.1材料成形过程中接触面间的相互作用148
4.2.2ABAQUS中定义接触149
4.2.3接触算法152
4.3非线性问题的求解方法153
4.3.1牛顿法（Full Newton）154
4.3.2拟牛顿法（Quasi Newton）155
4.3.3分析步、增量步和迭代步155
4.3.4自动增量控制156
4.3.5ABAQUS显式算法与隐式算法157
4.3.6塑性性能的输入158
4.4非线性问题计算实例159
4.4.1实例1：自由镦粗159
4.4.2实例2：盘件模锻174
4.4.3实例3：闭角零件弯曲188
4.4.4实例4：O形零件弯曲201

第5章塑性成形过程损伤断裂模拟211
5.1塑性金属材料损伤判据212
5.1.1金属塑性成形过程韧性断裂的损伤本构213
5.1.2成形极限图217
5.1.3应力状态218
5.1.4内聚力模型219
5.2塑性变形过程损伤计算221
5.2.1实例1：GTN模型221
5.2.2实例2：拉深成形及损伤231
5.2.3实例3：微观塑性损伤的Cohesive单元模拟245

第6章焊接过程计算模拟253
6.1焊接成形过程基础理论254
6.1.1焊接热过程254
6.1.2热传播基本定律255
6.1.3焊接热源模型257
6.1.4焊接残余应力演化过程262
6.1.5焊接变形演化266
6.2焊接热过程分析基本流程266
6.3焊接成形过程计算实例268
6.3.1实例1：平板对接弧焊268
6.3.2实例2：平板对接激光焊284
6.3.3实例3：圆管多层多道焊296
6.3.4实例4：圆管多层多道焊焊后热处理315

参考文献323