金属圆柱体弹塑性有限扭转变形研究
在金属成型等生产过程中，工件的塑性成型是一个非线性化的有限变形过程，对这个有限变形过程进行正确合理的分析与数值模拟能够对加工工艺的改进提供重要的依据．
为了更好地模拟材料的有限变形行为，本构理论的研究是关键，本文通过对金属圆柱体弹塑性有限扭转变形的分析，研究了本构关系中的某些基本问题，并根据文献提出的一种本构来对金属圆柱体有限扭转变形时的应力响应进行数值模拟．
全文一共分为5章．
第1章介绍了研究的意义、选题的目的和弹塑性有限变形本构理论的发展和研究现状．
第2章简要地介绍了本文即将使用到的有关连续介质力学的一些基本概念和原理．
第3章首先介绍一个经典的弹塑性本构模型Prandtl-Reuss本构方程，对文献通过唯象的方法利用对数应变率提出的一种新的建立本构模型进行了探讨．即把一个有限变形过程分成无数段的微小变形子过程，研究微小过程中的应力响应，然后将各段微小变形过程的应力叠加，在叠加过程中处理弹塑性变形度量的分解问题和客观性问题．这种方法避免了特定的客观应力率的选取．同时对在无外力作功的情况下，变形体可能会产生自发塑性流动的问题进行了论证，只要弹性势能能为塑性变形提供塑性功耗散，这种可能性就存在．
第4章就是根据第三章提出的本构关系对金属圆柱体弹塑性有限扭转变形的进行分析与数值模拟，在这些本构关系中，使用了三种由共旋率构成的客观应力率 和等向强化，随动强化以及混合强化这三种材料模型来进行计算．非线性只能通过增量的方法来描述，这里我们使用的本构方程积分方法是欧拉向后差分法，详细阐述了在一个步长里，各种物理量的求解与更新问题．并且对于某些特殊情况，列出了完整的计算程序．通过对承受小弹性大塑性变形的薄壁圆筒的受力分析，发现现有的Prandtl-Reuss本构关系中存在的理论缺陷，在圆柱体有限扭转变形情况下，这种本构关系和平衡方程可能不能同时满足．
第5章列出了本文的结论与未来研究的展望．
金属圆柱体;本构方程;塑性成型;弹塑性变形;扭转变形
宁波大学
硕士
工程力学
沈利君
2004
中文
TG386.3;TG113.26
2007-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）