金属材料加工CAE技术与应用

　　本书分4篇，全面介绍了ProCAST、DEFORM、Abaqus和DANTE有限元仿真分析软件在金属材料铸造成型、塑性成形和切削加工、焊接和热处理过程数值模拟中的应用，包括低压铸造、压力铸造、连续铸造、离心铸造、阀体熔模铸造等8种典型铸造成型工艺模拟；模锻、挤压和轧制3种典型体积成形工艺模拟，以及切削加工过程模拟；点焊、无坡口板材对焊、有坡口板材对焊、管材对焊和T形接头焊5种典型焊接成形工艺模拟；气体渗碳和低压渗碳、气体渗碳淬火、多级渗碳淬火和回火3种典型热处理工艺模拟。本书案例丰富，图文并茂，可以帮助从事金属材料加工的人员掌握相应的CAE分析工具，以实现相关工艺过程的设计优化。本书可供金属材料加工领域工程技术人员使用，也可作为高等院校材料成型及控制工程专业师生的教材。

　　郑文涛，博士，沈阳工业大学材料科学与工程学院副教授，曾在深圳富士康科技集团和上海惠普有限公司担任项目经理和供应链机构件项目开发经理，发表论文25篇，其中SCI检索14篇，EI检索3篇，ISTP检索4篇，授权发明专利7项。

录
前言
第1章　绪论 1
1.1 概述 1
1.2 CAE技术在材料加工中的应用 2
1.2.1 在铸造成型中的应用 2
1.2.2 在锻造成形中的应用 3
1.2.3 在焊接中的应用 3
1.2.4 在金属热处理中的应用 4
1.3 CAE分析软件介绍 4
1.3.1 铸造成型CAE分析软件 4
1.3.2 锻造成形CAE分析软件 5
1.3.3 焊接CAE分析软件 6
1.3.4 金属热处理CAE分析软件 7
1.3.5 通用CAE分析软件 7
第1篇
基于ProCAST软件的金属铸造成型CAE分析
第2章　叶轮砂型铸造过程模拟 10
2.1 概述 10
2.2 前处理 10
2.2.1 初始设置 10
2.2.2 分析步设置 13
2.3 后处理 18
2.3.1 温度场 18
2.3.2 流场 20
2.3.3 缺陷分析 20
第3章　砂型铸造导轨应力变形模拟 21
3.1 概述 21
3.2 前处理 21
3.2.1 初始设置 21
3.2.2 分析步设置 23
3.3 后处理 28
3.3.1 温度场 28
3.3.2 应力场和位移场 29
3.3.3 缺陷分析
第4章　轮毂低压铸造成型过程模拟 31
4.1 概述 31
4.2 前处理 31
4.2.1 初始设置 31
4.2.2 分析步设置 37
4.3 后处理 42
4.3.1 固相率分布和凝固时间 42
4.3.2 温度场 43
4.3.3 流场 43
4.3.4 缺陷分析 43
第5章　副车架压力铸造成型过程模拟 45
5.1 概述 45
5.2 前处理 45
5.2.1 初始设置 45
5.2.2 分析步设置 46
5.3 后处理 51
5.3.1 温度场 51
5.3.2 凝固时间和固相率 52
5.3.3 流场 52
5.3.4 缺陷分析 52
第6章　管材连续铸造成型过程模拟 54
6.1 概述
6.2 前处理 54
6.2.1 初始设置 54
6.2.2 分析步设置 57
6.3 后处理 62
第7章　管材离心铸造成型过程模拟 64
7.1 概述 64
7.2 前处理 64
7.2.1 初始设置 64
7.2.2 分析步设置 65
7.3 后处理 68
7.3.1 温度场和流场 68
7.3.2 缺陷分析 70
第8章　阀体熔模铸造成型过程模拟 71
8.1 概述 71
8.2 前处理 71
8.2.1 初始设置 71
8.2.2 分析步设置 73
8.3 后处理 76
8.3.1 温度场和流场 76
8.3.2 缺陷分析 77
第9章　曲轴壳型铸造成型过程模拟 79
9.1 概述 79
9.2 前处理 79
9.2.1 初始设置 79
9.2.2 分析步设置 81
9.3 后处理 84
9.3.1 温度场和流场 84
9.3.2 缺陷分析 86
第2篇
基于DEFORM软件金属塑性成形及切削加工CAE分析
第10章　涡轮盘模锻成形过程模拟 88
10.1 概述 88
10.2 前处理 88
10.2.1 创建新项目 88
10.2.2 工件设置 91
10.2.3 上模设置 94
10.2.4 下模设置 98
10.2.5 分析步设置 98
10.2.6 模型定位 99
10.2.7 相互作用设置 100
10.2.8 生成数据文件 101
10.2.9 提交求解器计算 102
10.3 后处理 103
第11章　管材挤压成形过程模拟 106
11.1 概述
11.2 前处理 106
11.2.1 创建新项目 106
11.2.2 工件设置 107
11.2.3 上模设置 108
11.2.4 下模设置 109
11.2.5 分析步设置 110
11.2.6 模型定位 110
11.2.7 相互作用设置 110
11.2.8 生成数据文件 111
11.2.9 提交求解器计算 111
11.3 后处理 111
第12章　板材连续轧制成形过程模拟 114
12.1 概述 114
12.2 前处理 114
12.2.1 创建新项目 114
12.2.2 工件设置 115
12.2.3 挡板设置 118
12.2.4 轧辊设置 118
12.2.5 分析步设置 120
12.2.6 模型定位 120
12.2.7 相互作用设置 120
12.2.8 生成数据文件 121
12.2.9 提交求解器计算 121
12.3 后处理 121
第13章　切削加工过程模拟 124
13.1 概述 124
13.2 前处理 124
13.2.1 创建新项目 124
13.2.2 工件设置 125
13.2.3 刀具设置 127
13.2.4 分析步设置 129
13.2.5 模型装配 129
13.2.6 相互作用设置 130
13.2.7 生成数据文件 130
13.2.8 提交求解器计算 130
13.3 后处理 130
第3篇
基于Abaqus软件金属焊接CAE分析
第14章　双层板电阻点焊过程模拟 134
14.1 概述 134
14.2 前处理 137
14.2.1 初始设置 137
14.2.2 创建部件 140
14.2.3 网格划分和单元属性设置 144
14.2.4 创建材料并赋予部件 149
14.2.5 创建装配 151
14.2.6 分析步设置 152
14.2.7 相互作用设置 153
14.2.8 创建载荷和边界条件 158
14.2.9 任务生成 163
14.3 后处理 165
14.3.1 应力场 167
14.3.2 位移场 168
14.3.3 温度场 169
第15章　无坡口板材对焊过程模拟 170
15.1 概述 170
15.2 前处理 172
15.2.1 初始设置 172
15.2.2 创建部件 172
15.2.3 网格划分和单元属性设置 173
15.2.4 创建材料并赋予部件 174
15.2.5 创建装配 174
15.2.6 分析步设置 175
15.2.7 相互作用设置 175
15.2.8 创建载荷和边界条件 175
15.2.9 任务生成 176
15.3 后处理 179
15.3.1 温度场 179
15.3.2 应力场 180
15.3.3 位移场 180
第16章　有坡口板材对焊过程模拟 182
16.1 概述 182
16.2 焊接传热模型前处理 182
16.2.1 初始设置 182
16.2.2 创建部件 183
16.2.3 网格划分和单元属性设置 183
16.2.4 创建材料并赋予部件 185
16.2.5 创建装配 185
16.2.6 分析步设置 185
16.2.7 相互作用设置 185
16.2.8 创建载荷和边界条件 187
16.2.9 任务生成 187
16.3 焊接应力模型前处理 189
16.3.1 初始设置 189
16.3.2 单元属性设置 189
16.