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第1章 引言——本书的纲要1

参考文献8

第2章 金属冷轧的表面精整和摩擦9

2.1 引言9

2.2 无润滑轧制11

2.2.1 体积不变12

2.2.2 体积变形12

2.2.3 随机粗糙表面18

2.3 混合润滑19

2.3.1 模拟20

2.3.2 实验方法25

2.3.3 理论结果及其和实验的比较26

2.3.4 其他实验结果33

2.3.5 箔片轧制和硬化冷轧33

2.3.6 热效应35

2.4 显微塑性流体润滑（MPHL）35

2.4.1 在混合润滑制度下的显微塑性流体润滑36

2.4.2 蚀坑的显微塑性流体润滑37

2.5 边界润滑42

2.6 迁移层44

2.7 结论47

参考文献47

第3章 金属成形中摩擦界面的观测53

3.1 平板拉拔界面的观测54

3.1.2 MPHL机理的直接观测法55

3.1.1 直接观测仪器55

3.1.3 MPHL的机理57

3.1.4 在MPHL机理中摩擦系数与速度的关系58

3.2 平板工具拉拔时接触面的直接观测61

3.2.1 界面的直接观测62

3.2.2 压力取决于摩擦系数63

3.2.3 工件表面形貌的作用66

参考文献71

第4章 摩擦系数的检验74

4.1 引言74

4.2.1 摩擦机理75

4.2 基本思想75

4.2.2 黏附现象假设77

4.2.3 界面相互作用的影响参数77

4.2.4 摩擦系数的确定78

4.2.5 润滑剂的应用83

4.3 实验研究87

4.3.1 设备和工序87

4.4 平板轧制时的摩擦系数88

4.4.1 铝合金板带的无润滑摩擦88

4.4.2 边界添加剂润滑冷轧铝合金90

4.4.3 冷轧带钢中使用润滑剂和乳化剂的比较91

4.4.4 乳化液热轧铝合金95

4.4.5 热轧板带97

4.5 取决于工艺和材料的摩擦系数97

参考文献100

第5章 金属成形中的微观塑性流体动力润滑的研究104

5.1 引言104

5.2 实验研究105

5.2.1 设备和基本程序105

5.2.2 变形带材上的润滑剂印记106

5.2.3 材料和过程参数对润滑剂流出的影响107

5.2.4 小沟槽几何形状对润滑剂流出的影响109

5.3 微塑性流体静态润滑的数学模型117

5.4 总结124

参考文献125

第6章 金属板材成形的数值模拟126

6.1 冲压的数值模拟——深拉杯形体127

6.1.1 有限元网格129

6.1.2 边界条件和接触处理129

6.1.3 成形预报131

6.2 显式与隐式公式132

6.2.1 显式动态方法132

6.2.2 静态隐式方法133

6.2.3 隐式和显式方法的选择134

6.3 金属板材本构特性的模拟135

6.3.1 屈服轨迹136

6.3.2 可成形性预报142

6.4 带凸边件拉伸成形的模拟145

6.5 铝合金焊接坯料的模拟149

6.5.1 小尺寸TWB的模拟150

6.5.2 大规格TWB的模拟152

6.5.3 焊接区域的破坏预测155

6.6 电磁成形模拟158

6.6.1 EMF方程159

6.6.2 电磁成形加工的有限元模拟160

6.6.3 EM场的模拟161

6.6.4 结构模拟162

6.7 模拟成品的特性——抗凹陷性能163

6.7.1 板材成形和凹陷的数值模拟165

6.7.2 闭合板——内部面板的相互作用168

6.8 概括和展望169

参考文献169

第7章 板材成形过程的几何和力学模型177

7.1 前言177

7.2 平面应力变形179

7.3 单位宽度的力或“张力”180

7.3.1 “不变张力”的假设181

7.4 弯曲和反弯曲模型182

7.5 支持软件183

7.6 结论185

8.1 引言186

第8章 金属成形过程的模拟和优化186

8.2 模拟和优化187

8.3 金属的轧制188

8.3.1 轧制力的预测188

8.3.2 影响产品质量因素的分析189

8.4 不锈钢的深冲194

8.5 连续挤压199

8.6 钙处理钢的无润滑转动200

8.7 管液压成形的优化201

8.7.1 液压成形的基本原理201

8.7.2 液压成形过程模拟202

8.7.3 参数优化203

8.8 总结和结论207

参考文献208

第9章 热轧钢的数学模型211

9.1 概述211

9.2 热轧钢的微观组织演变C-M模型212

9.2.1 热轧各阶段212

9.2.2 模型输入213

9.2.3 模型输出214

9.2.4 计算步骤215

9.2.7 铁素体晶粒尺寸221

9.2.8 奥氏体转变为铁素体＋珠光体和贝氏体221

9.2.5 冷却到卷曲过程中的相变221

9.2.6 每单位体积有效的奥氏体表面积221

9.2.9 相变奥氏体的析出222

9.2.10 力学性能223

9.3 讨论223

参考文献224

第10章 流变参数和摩擦参数的识别226

10.1 逆方法227

10.1.1 逆问题的定义227

10.1.2 实验229

10.1.3 直接问题230

10.1.4 目标函数和最优化过程232

10.1.5 两步逆算法234

10.2.1 流变特性和摩擦特性的确定238

10.2 结果238

10.2.2 确定内部可变模型参数和摩擦特性243

10.2.3 用不同的塑性模拟器模拟材料在轴对称压缩实验时的特性249

10.2.4 用轴对称压缩法和平面应变压缩法确定材料特性252

10.3 讨论256

10.4 总论257

参考文献258

第11章 热轧中的氧化物行为261

11.1 热轧时影响摩擦、传热和产品质量的因素261

11.2 热拉伸试验过程中氧化物的断裂264

11.2.1 试验技术264

11.2.2 拉伸试验中氧化层的断裂模型和分离载荷的测量265

11.3.1 氧化层断裂模型269

11.3 数学模型269

11.4 钢中成分变化的影响274

11.4.1 氧化层增长和组织的比较275

11.4.2 断裂模式的比较278

11.5 在进入辊缝时氧化层断裂的分析284

11.5.1 初始毛坯温度的影响285

11.5.2 氧化层厚度的影响288

11.5.3 用失速热轧试验校验模型预测值290

11.6 在辊缝中氧化层的断裂292

11.7 除鳞现象分析295

11.7.1 液压除鳞295

11.7.2 机械除鳞295

参考文献300

第12章 拉丝中的摩擦、润滑油和表面反应303

12.1 基本概念303

12.1.1 摩擦应力的特征303

12.1.2 通过线材的表面分析确定摩擦状态306

12.2 温度的影响307

12.3 速度-温度的相互作用310

12.4 工艺设计效果311

12.4.1 润滑剂的选择311

12.4.2 模具材料和模具锥角312

12.4.3 连续拉拔作用312

12.5 各种形状产品的拉拔313

12.6 细屑的产生314

参考文献316

第13章 硬化冷轧和光整轧制的模拟及控制318

13.1 简介318

13.1.1 硬化冷轧和光整轧制的概念318

13.1.2 原因318

13.1.3 方法319

13.2 辊缝的模拟323

13.2.1 普通冷轧模型的失效323

13.2.2 Fleck和Johnson的研究324

13.2.3 复合模型325

13.2.4 有限元模拟325

13.2.5 有限元模型中的快速预测模型329

13.3 轧制力模型332

13.3.1 有限元332

13.3.2 复合模型333

13.4 模拟实验结论344

13.5 过程控制345

13.5.1 轧制前的调试345

13.5.2 对轧制进行反馈控制346

13.5.3 前、后张力346

13.6 发展趋势346

13.6.1 模拟和控制346

13.6.2 硬化冷轧和张力平整346

参考文献347