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上海交通大学塑性成形技术与装备研究院博士课程内容介绍《材料加工力学基础》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《材料加工力学基础》

课程代码B291001学分/学时3.0/54开课时间
课程名称材料加工力学基础
开课学院材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院
任课教师崔振山
面向专业
预修课程
课程讨论时数4 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

《材料加工力学基础》是一门应用技术基础学科,其任务是从理论上研究金属的塑性变形过程,减少依靠经验处理工艺问题的盲目性,增加科学预见性,从而达到合理利用材料、节约能源、减轻劳动强度、改进产品质量和提高生产效率的目的。通过学习本课程,学生将系统地掌握金属塑性大变形问题的研究方法和力学基础,熟悉力学问题的张量表示和运算规则,掌握求解大变形问题的能量原理和刚塑性有限元方法,为深入研究材料成形问题打下坚实的力学基础。通过本课程的学习,要求学生:掌握现代塑性力学的基本理论;掌握极限分析理论和上限法;了解塑性成形有限元模拟技术;了解高温相变过程的力学原理。

课程内容简介(英文)

(无)

教学大纲

教学内容安排与学习大纲:(一) 序论了解金属塑性成形过程的理论研究方法及其发展过程、塑性成形力学所能解决的问题与应用现状。(二) 应变场与应力场1.了解场、点、质点及构形等应变场基本概念;2.掌握Lagrange变量和Euler变量的定义;3.掌握有限应变与小应变概念与计算方法;4.了解Lagrange应力、Kirchhoff应力和Euler应力的概念、掌握平衡方程、几何方程、边界条件等基本内容;5.掌握应力张量与应变张量的分解方法,主应力与主应变的定义与计算方法。(三) 弹性与塑性本构关系1.了解弹性状态下的本构方程;2.掌握Mises屈服准则和Tresca屈服准则及其在应力空间上的表示方法。3.掌握增量理论与全量理论及其区别与应用,了解不同材料的本构方程。4.掌握Drucker公设、塑性势流动理论和最大塑性功原理;5.了解塑性加载和弹性卸载的概念,掌握其判定方法。(四) 上限原理及其应用1.了解极限分析方法,掌握静可容应力场和动可容速度场等概念;2.掌握上限原理和上限法求解过程,了解下限原理;3.掌握利用刚性块法上限模式和连续速度场上限模式的求解方法,能够对简单成形过程进行上限分析;4.了解流函数的定义及性质,能够利用流函数法建立简单成形过程的速度场、并进行上限分析。(五) 刚塑性有限元法1.掌握有限元法基本思路及刚塑性有限元基本假设;2.掌握刚塑性有限元法的变分原理基础(含Lagrangian乘子法、罚函数法和修正的罚函数法);3.掌握变形体离散化方法和单元物理量的表示方法;4.掌握基于罚函数法和Lagrangian乘子法的刚塑性有限元法的公式推导和求解方法;5.掌握初始速度场的假定及摩擦边界等常见问题的处理方法,能够对简单问题成形问题进行刚塑性有限元分析。(六) 温度-组织-应力耦合关系1.了解组织-应力本构关系及相关理论;2.掌握单一相力学行为和多相混合组织力学行为描述;3.掌握相变塑性的实验测定;4.掌握应力/应变对相变动力学的描述(经典模型和广义热力学出发的唯象模型);5.了解温度-组织-应力耦合求解的计算流程;6.了解应力驱动组织转变耦合分析的有限元实现。

课程进度计划

(无)

课程考核要求

(无)

参 考 文 献
  • [1] 崔振山,《金属塑性成形力学基础》讲义。[2] 王祖唐等,《金属塑性成形原理》,机械工业出版社。[3]J.Lemaitre ,J.L.Chaboche著,余天庆,吴玉树译,《固体材料力学》,北京:国防工业出版社,1997。
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