金属双层管冲击液压成形技术

　　本书介绍了一种新型金属双层管复合成形方法——金属双层管冲击液压成形技术。本书以金属双层管塑性成形为研究对象，从材料力学、弹塑性力学、静水力学等角度，采用理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方法，系统揭示了金属双层管在冲击液压载荷作用下的成形机理与变形规律。主要内容包括金属双层管成形技术概述、金属双层管冲击液压成形机理、冲击液压胀形塑性本构关系的构建、金属双层管冲击液压成形规律与成形极限的研究、金属双层管冲击液压成形的优化等。本书内容力求精选，讲究实用，图文并茂，深入浅出，既有一定的理论深度，又有丰富的试验与仿真。本书可以作为高等院校机械制造、材料加工工程等专业研究生、本科生的学习用书，也可为从事金属塑性成形相关工作的技术人员提供参考。

　　刘建伟，工学博士，教授，硕士生导师，主要从事金属塑性成形、特种加工等方面的研究与教学工作。在科研方面，近年来主持国家自然科学基金、广西自然科学基金等国家/省部级科研项目10余项；在国内外重要学术期刊发表学术论文40余篇、出版专著2部；授权发明专利、实用新型专利30余项。在教学研究方面，主持和参与省部级、地厅级教育教学改革项目15项，获教学成果二等奖，广西高等教育自治区级教学成果特等奖、一等奖、二等奖各1项；发表教学研究论文10余篇，主编本科生教材3部。

第1章绪论001
1.1金属双层管成形技术001
1.1.1冶金复合式001
1.1.2机械复合式003
1.2液压胀形技术006
1.2.1典型液压胀形006
1.2.2径压胀形007
1.2.3脉动液压胀形008
1.2.4冲击液压胀形009
1.3双层管液压成形研究现状011
1.3.1力学行为研究现状011
1.3.2塑性本构关系构建方法研究现状012
1.3.3成形规律研究现状013
1.3.4成形极限研究现状015
1.3.5加载路径优化研究现状016

第2章金属双层管冲击液压成形机理021
2.1引言021
2.2成形原理021
2.3内压力形成的理论分析022
2.3.1有预成形情况022
2.3.2无预成形情况027
2.4内压力形成的模拟分析031
2.4.1不同模具型腔截面边长对管材液压力变化及规律的研究 031
2.4.2不同冲击速度对管材液压力变化及规律的研究035
2.4.3不同内外管间隙对管材液压力变化及规律的研究036
2.5自然胀形区力学分析039
2.5.1管材动态力学分析039
2.5.2管材应力应变分析044
2.6小结048

第3章金属薄壁管冲击液压下塑性本构关系的构建051
3.1引言051
3.2金属薄壁管动态塑性本构模型选择052
3.3金属薄壁管冲击液压胀形试验研究054
3.3.1液压胀形试验系统054
3.3.2试验过程及数据处理057
3.3.3试验数据获取方法059
3.3.4等效应变和等效应力的确定061
3.4金属薄壁管动态塑性本构关系参数的确定066
3.4.1线性回归法确定本构关系参数066
3.4.2遗传算法确定本构关系参数068
3.5金属薄壁管动态塑性本构关系的有限元模拟验证073
3.5.1基于ANSYS Workbench的数值模拟分析073
3.5.2基于DYNAFORM的数值模拟分析079
3.5.3模拟结果与试验结果的对比分析083
3.6小结087

第4章金属双层管冲击液压成形规律研究089
4.1引言089
4.2合模区成形规律的研究089
4.2.1胀形高度089
4.2.2圆角半径091
4.2.3壁厚分布097
4.3自然胀形区成形规律的研究101
4.3.1应力应变101
4.3.2胀形高度114
4.3.3壁厚分布117
4.4小结121

第5章金属双层管冲击液压成形极限研究123
5.1引言123
5.2金属双层管成形极限分析123
5.2.1合模区的成形极限分析123
5.2.2自然胀形区的成形极限分析125
5.3载荷参数对金属双层管合模区成形极限的影响128
5.3.1载荷参数对管材胀形高度的影响128
5.3.2载荷参数对管材小圆角半径的影响130
5.3.3载荷参数对管材小壁厚的影响132
5.4小结133

第6章金属双层管冲击液压成形优化134
6.1引言134
6.2工艺参数及优化目标设计134
6.3响应面模型的设计135
6.3.1响应面模型的建立135
6.3.2响应面模型的验证136
6.4响应面模型的分析139
6.4.1方差分析139
6.4.2响应面分析141
6.5多目标优化与有限元模拟结果144
6.6金属双层管冲击液压成形试验研究144
6.6.1冲击液压成形试验方案144
6.6.2试验结果与讨论145
6.7小结149

第7章总结151

参考文献155