材料熱加工過程的數值模擬

第一章　材料熱加工過程的應力應變場數值模擬　(1)
1.1　材料熱加工過程的固體應力應變數值分析的基本問題和基本方法　(1)
1.2　矩陣分析方法　(2)
1.3　彈性平面問題的有限元法　(6)
1.4　非線性方程組的解法　(19)
1.5　固體單元的剛粘塑性有限元法　(22)
1.6　殼單元的剛粘塑性有限元法　(31)
1.7　小變形彈塑性有限元法　(40)
參考文獻　(51)

第二章　材料熱加工溫度場數值模擬　(53)
2.1　溫度場及傳熱的基本概念　(53)
2.2　傳熱問題的數值計算　(60)
2.3　溫度場數值模擬在熱加工中的應用　(87)
參考文獻　(95)

第三章　金屬熱成形過程流場數值模擬　(96)
3.1　金屬液充型過程數值模擬方法　(97)
3.2　鑄件充型流動的數學模型及數值模擬的前處理　(100)
3.3　數學模型的離散　(106)
3.4　邊界條件　(119)
3.5　數值穩定性條件　(123)
3.6　固相析出的處理　(124)
3.7　充型過程流場模擬程序編制　(126)
參考文獻　(127)

第四章　金屬中的擴散及擴散過程的數值模擬　(129)
4.1　擴散的原子理論　(129)
4.2　擴散過程的宏觀描述　(135)
4.3　擴散係數的理論計算與實驗測定　(140)
4.4　擴散方程的解及濃度分佈的數值模擬　(153)
4.5　擴散的一般性處理　(176)
參考文獻　(181)
 

序

　　材料熱加工是一項古老的技術，這項技術源遠流長，最早可以追溯到青銅器時代。時代發展至今，材料加工工程已經形成一個與經濟發展、國防建設緊密相關的技術學科，並納入到先進製造技術領域之中。它包括鑄造、塑性加工、焊接和熱處理等諸多領域。

　　材料加工工程學科在發展過程中不斷吸取並融入其他學科的成就，尤其是現代先進科學技術的新成就。進入20世紀70年代以來，計算機的軟硬件技術取得了前所未有的進展，並滲透到各個領域。在先進製造技術領域，計算機技術引發了虛擬製造技術的熱潮，至今方興未艾。這其中就包括材料熱加工過程的數值模擬，亦稱為虛擬熱加工。

　　若干有關材料熱加工過程數值模擬的商業軟件已經面世多年。數值模擬亦已成為材料熱加工CAD/CAE/CAM系統的一個重要環節。軟件模擬材料熱加工過程突破了經典的解析解法只能分析穩態的平面或軸對稱問題的局限，很多三維的非穩態問題已經可以分析。數值模擬不僅給人們帶來了許多通過實驗不能得到的信息，而且能夠在某種程度上給生產實踐以指導。甚至某些企業已將數值模擬作為一道必要的工序。