铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展

《铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展》一书系统地研究分析了铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展规律及其影响因素。本书主要内容包括绪论、基于元胞自动机的铝铸轧微观数值模拟、基于有限元的铝铸轧成形过程数值模拟、基于损伤力学的铸轧辊辊套疲劳寿命研究、基于有限差分的铸轧过程铸嘴型腔流动数值模拟、铝铸轧过程试验研究、基于分子动力学的铝及铝合金裂纹扩展数值模拟、基于有限元的铝合金细观结构响应及裂纹扩展数值模拟、铝合金高温塑性变形条件下的变形机制。本书内容对研究铝及铝合金的铸轧成形与裂纹扩展，从而获得高质量的铝及铝合金产品具有较强的指导作用。前言第1章绪论11.1铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展研究意义11.2铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展研究发展状况11.2.1铝及铝合金铸轧成形研究发展状况11.2.2铝合金裂纹扩展研究发展状况41.3铝及铝合金铸轧成形与裂纹扩展数值方法及其研究发展状况51.3.1元胞自动机法51.3.2有限元法71.3.3有限差分法81.3.4分子动力学法91.4本章小结12第2章基于元胞自动机的铝铸轧微观数值模拟132.1概述132.2微观组织数值模拟的元胞自动机模型142.2.1形核模型142.2.2生长模型152.2.3溶质扩散模型182.2.4元胞自动机法的捕获法则222.3基于元胞自动机的微观组织数值计算方法232.3.1晶粒生长的数值计算方法232.3.2微观组织形成的数值计算方法252.3.3边界条件的确定及相对运动的处理262.4程序方案设计272.4.1晶粒生长的程序方案设计272.4.2微观组织形成的程序方案设计282.5基于元胞自动机的微观组织数值模拟302.5.1基于元胞自动机的晶粒生长数值模拟312.5.2基于元胞自动机的微观组织形成数值模拟332.6本章小结36第3章基于有限元的铝铸轧成形过程数值模拟383.1概述383.2铝铸轧成形过程数学模型及其求解383.2.1铸轧成形过程数学模型的建立383.2.2一些重要工艺参数的处理433.2.3边界条件的确定473.2.4数值计算473.3铝铸轧成形过程数值模拟分析483.3.1铸轧区流场、温度场、热应力场及热应变场483.3.2铸轧辊辊套温度场与热应力场493.4铝铸轧参数对铸轧过程的影响513.4.1铸轧参数对铸轧区流场的影响513.4.2铸轧参数对铸轧区温度场的影响533.4.3铸轧参数对铸轧区热应力场的影响563.4.4铸轧参数对铸轧区热应变场的影响583.4.5铸轧参数对铸轧辊温度场的影响603.4.6铸轧参数对铸轧辊热应力场的影响623.5本章小结65第4章基于损伤力学的铸轧辊辊套疲劳寿命研究664.1概述664.2损伤力学理论 674.2.1含损伤材料本构关系 674.2.2损伤演化方程 684.2.3理论理想疲劳曲线 694.2.4损伤参数确定 704.3裂纹形成与扩展的损伤力学方法714.3.1疲劳损伤耦合理论 714.3.2损伤力学——有限元法 724.4辊套疲劳寿命预估744.4.1辊套的应力场分析744.4.2辊套疲劳寿命预测774.5本章小结79第5章基于有限差分的铸轧过程铸嘴型腔流动数值模拟805.1概述805.2铸轧过程铸嘴型腔熔体数学模型及其求解805.2.1铸轧过程铸嘴型腔熔体数学模型805.2.2铸轧过程铸嘴型腔熔体求解895.3铸轧过程铸嘴型腔熔体流动与传热数值模拟905.3.1铸嘴型腔熔体流动与传热分析905.3.2铸轧参数对型腔流场出口速度、出口温度的影响945.4铸嘴布流调节过程型腔熔体流动与传热数值模拟1025.4.1超薄供料型腔非定常流特点及其处理方法1025.4.2超薄供料型腔非定常流数学模型1035.4.3超薄供料型腔非定常流数值仿真分析1045.5本章小结111第6章铝铸轧试验研究1126.1布流系统水模试验1126.1.1试验的基本准则1126.1.2试验方案及实施1146.1.3试验结果与分析1166.2铸轧过程试验及组织分析1196.2.1试验方法1196.2.2试验结果与分析1206.3本章小结125第7章基于分子动力学的铝及铝合金裂纹扩展数值模拟1277.1概述1277.2分子动力学的基本原理和模拟方法1277.2.1分子动力学的基本原理1277.2.2LAMMPS简介1357.3铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟1367.3.1不含孔洞的铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟1367.3.2含孔洞的铝裂纹扩展行为的分子动力学模拟1407.4铝合金拉伸变形的分子动力学模拟1467.4.1Al2Cu拉伸的分子动力学模拟1467.4.2含孔洞的Al2Cu拉伸的分子动力学模拟1537.5本章小结159第8章基于有限元的铝合金细观结构响应及裂纹扩展数值模拟1618.1概述1618.2基于均匀化方法的铝合金细观结构响应分析1618.2.1铝合金细观结构的数学模型1618.2.2铝合金缺陷细观结构有限元建模1658.2.3结果与讨论1668.3铝合金裂纹扩展数值模拟1738.3.1模型的建立1738.3.2铝合金裂纹扩展过程中裂纹前缘应力场的数值模拟1748.3.3复杂载荷作用下裂纹扩展与分析1778.4本章小结181第9章铝合金高温塑性变形条件下的变形机制1839.1概述1839.27050铝合金热处理1839.2.1试验材料与试验方案1839.2.2试验结果与分析1849.37050铝合金的热压缩试验1889.3.1试验材料与方法1889.3.2不同变形条件下7050铝合金真应力-真应变曲线1899.3.3热变形参数对7050铝合金流变应力的影响及流变应力本构方程1929.4高温塑性变形条件下7050铝合金微观组织的演化1969.4.17050铝合金微观组织特征1969.4.27050铝合金在不同变形程度下微观组织的演化规律1979.4.37050铝合金在不同变形温度下微观组织的演化规律1999.4.47050铝合金在不同应变速率下微观组织的演化规律2009.5本章小结202参考文献203

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