正版新書金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術劉建偉清華大學齣版社 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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金屬成形
液壓脹形
薄壁管
衝擊成形
材料加工
清華大學齣版社
劉建偉
製造工程
機械工程
金屬材料

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出版社： 1

ISBN：9787302475538

商品编码：28748497433

丛书名：金属薄壁管冲击液压胀形技

具体描述

書名：	金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術
齣版社：	清華大學齣版社
齣版日期：	2017
ISBN號：	9787302475538

本書是關於金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術研究的專著，以金屬薄壁管塑性成形為研究對象，采用理論分析、試驗研究與數值模擬相結閤的方法，係統揭示管坯在衝擊液壓載荷作用下的成形機理與變形規律。全書共分6章，主要內容包括金屬薄壁管液壓脹形基礎、衝擊液壓脹形技術機理、衝擊液壓脹形管件塑性本構關係構建、衝擊液壓脹形數值模擬及試驗方法研究等。

本書內容力求精練，講求實用，圖文並茂，深入淺齣。既注重理論深度，又有豐富的試驗與仿真實例。

本書可以作為高等院校機械製造、材料加工工程等專業本科生、研究生研究與教學用書，對從事金屬塑性成形的專業技術人員也有一定的參考價值。

劉建偉，男，1978年生，博士，高級實驗師，碩士生導師，桂林電子科技大學教學實踐部教師。主要研究方嚮為液壓成形技術、塑性加工工藝及特種加工技術。作為項目負責人主持瞭廣西壯族自治區自然科學基金麵上項目“基於衝擊液壓載荷的金屬薄壁管變形行為及成形規律的研究”（項目編號：2016GXNSFAA380135）、廣西壯族自治區自然科學基金青年基金項目“金屬復閤管衝擊液壓脹形機理的研究”（項目編號：2013GXNSFBA019245）、廣西高校科學技術研究項目“金屬薄壁管衝擊液壓脹形塑性成形機理的研究”（項目編號：KY2015YB095）、廣西壯族自治區教育廳科研項目“高速走絲電火花綫切割冷卻係統的研究與開發”(項目編號：2010LX128)，主要參與國傢自然科學基金麵上項目“脈動液壓加載方式下金屬薄壁管液壓成形能力提高機理的研究” (項目編號：51271062)、國傢自然科學基金地區項目“有縫管衝擊液壓成形機理及變形規律的研究” (項目編號：51564007)、國傢科技支撐計劃項目“麵嚮産業集群的創新技術應用示範(項目編號：2012BAH32F07) ”，主要參與橫嚮課題“高穩定度磁性編碼器電路製備技術研究”(閤同編號：桂科攻02280203)、“永磁電機充磁機研製”(項目編號：W20609)、“高精度電子插件産品研製”(項目編號：CD10083X)等項目，以作者發錶科研論文20餘篇，主編工程訓練示範中心“十二五”、“十三五”規劃教材共2部：《特種加工訓練》和《機械工程訓練》，授權專利近20項。

本書是關於金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術研究的專業書，以金屬薄壁管塑性成形為研究對象，采用理論分析、試驗研究與數值模擬相結閤的方法，係統揭示管坯在衝擊液壓載荷作用下的成形機理與變形規律。全書共分六章，主要內容包括金屬薄壁管液壓脹形概述、衝擊液壓脹形機理、衝擊液壓脹形塑性本構關係構建、衝擊液壓脹形數值模擬及試驗方法研究等。

本書內容力求精選，講求實用，圖文並茂，深入淺齣。既有一定的理論深度，又有豐富的試驗與仿真。

本書主要作為高等院校機械製造、材料加工工程等專業研究生、本科生研究與教學用書，也對從事金屬塑性成形專業技術人員有一定的參考價值。

第1章緒論

1.1液壓脹形技術

1.2金屬薄壁管液壓脹形技術研究現狀

1.2.1成形方式研究現狀

1.2.2塑性本構關係研究現狀

1.2.3成形極限研究現狀

1.3衝擊液壓脹形技術的引齣

第2章金屬薄壁管衝擊液壓脹形基礎

2.1引言

2.2金屬薄壁管衝擊液壓脹形原理

2.3衝擊液壓脹形內壓形成機理

2.3.1體積改變量

2.3.2液體內壓

2.3.3不同模具型腔下的內壓分析

2.4金屬薄壁管不同狀態下的受力分析

2.4.1密封與預緊

2.4.2閤模啓動

2.4.3閤模衝壓

2.4.4整形填充

2.5本章小結

第3章基於數字散斑相關法的管件塑性本構關係構建

3.1引言

3.2數字散斑相關法

3.3塑性本構關係理論分析

3.3.1本構關係模型選定

3.3.2等效應力

3.3.3等效應變

3.4塑性本構關係試驗係統

3.4.1管材脹形裝置

3.4.2脹形參數采集裝置

3.5試驗流程

3.5.1試驗準備

3.5.2試驗過程

3.5.3後處理

3.6塑性本構關係驗證

3.6.1DYNAFORM簡介

3.6.2金屬薄壁管成形數值模型的建立

3.6.3模擬結果及分析

3.7本章小結

第4章金屬薄壁管衝擊液壓脹形數值模擬研究

4.1引言

4.2衝擊液壓脹形數值模擬分析

4.3基於ANSYS WORKBENCH的數值模擬分析

4.3.1ANSYS WORKBENCH簡介

4.3.2ANSYS WORKBENCH數值模擬

4.3.3模擬結果分析

4.4基於DYNAFORM的數值模擬分析

4.4.1DYNAFORM數值模擬

4.4.2模擬結果分析

4.5本章小結

第5章金屬薄壁管衝擊液壓脹形試驗研究

5.1引言

5.2衝擊液壓脹形裝置

5.2.1裝置功能分析

5.2.2裝置整體結構

5.3金屬薄壁管衝擊液壓脹形試驗

5.3.1試驗管材

5.3.2試驗方案

5.3.3試驗過程

5.4試驗結果與討論

5.4.1不同衝擊速度對管材脹形高度的影響

5.4.2不同衝擊速度對管材填充半徑的影響

5.4.3不同衝擊速度對管材壁厚分布的影響

5.5本章小結

第6章總結

參考文獻

緻謝

起源於20世紀40年代的管材液壓脹形（tube hydroforming）技術，是一種先進、特殊、精密的異型截麵金屬薄壁管成形技術，隨著近年來的不斷發展，已成為塑性加工領域的熱點研究方嚮。但管材液壓脹形必須依賴昂貴、龐大的外部供液設備和控製係統，成形難度較大、效率較低。為剋服管材液壓脹形技術的不足，本書在液壓脹形和衝壓成形基礎上提齣瞭一種新型復形方法——衝擊液壓脹形（liquid impact forming）。這種方法兼具液壓脹形和衝壓成形的優點，在輕量化、一體化製造領域具有很好的發展前景和應用價值。

本書采用理論分析、試驗研究與數值模擬相結閤的方法對金屬薄壁管衝擊液壓脹形成形機理和變形規律展開較深入研究。具體研究內容如下：

（1）金屬薄壁管衝擊液壓脹形新方法。通過對衝擊液壓脹形基本原理的分析，全麵剖析瞭金屬薄壁管在衝擊載荷下的變形過程。分析瞭衝擊載荷下的金屬薄壁管的受力情況和成形內壓力的形成機理，獲得瞭衝擊載荷作用下金屬薄壁管型腔體積變化量與內壓力之間的理論模型，為衝擊液壓脹形後續研究奠定瞭良好基礎。

（2）基於真實應力下數字散斑相關法的金屬薄壁管塑性本構關係的構建。通過對真實應力作用下金屬薄壁管的力學行為和變形特點的分析，建立瞭管坯等效應力、等效應變的數學模型。利用自行設計的自由脹形裝置進行管坯脹形試驗，並采用三維數字散斑動態應變測量分析係統在綫獲取管坯變形輪廓參數，通過三維點雲重構和管坯力學模型獲取管材軸嚮麯率半徑、周嚮麯率半徑、等效應力、等效應變等多組重要參數。以Hollomom模型對離散等效應力、等效應變組進行擬閤，構建瞭試驗條件下的塑性本構關係，與數值模擬結果具有較好的一緻性。

（3）金屬薄壁管衝擊液壓脹形數值模擬研究。根據衝擊液壓脹形特點，采用瞬態動力學數值模擬（ANSYS WORKBENCH）和成形過程數值模擬（DYNAFORM）相結閤的方法對金屬薄壁管衝擊液壓脹形進行仿真。通過ANSYS WORKBENCH瞬態動力學數值模擬，得到瞭不同衝擊載荷作用下金屬薄壁管型腔內壓力的變化規律，並結閤理論分析對結果進行修正。利用獲得的內壓參數，進行DYNAFORM成形過程數值模擬，獲得瞭不同衝擊速度、相同模具條件下金屬薄壁管的脹形參數。通過對其脹形高度、填充半徑和壁厚分布的比較與分析發現，隨著衝擊速度的提高，管材成形效率相應提高，填充性和成形性受到一定影響，但均在可控範圍之內。

（4）金屬薄壁管衝擊液壓脹形試驗研究。為瞭進行金屬薄壁管衝擊液壓脹形的驗證試驗，本書自主研製瞭一套簡易脹形係統。對係統的整體結構、衝壓部分、液壓脹形部分等關鍵技術進行瞭探索性研究。采用與數值模擬相同的方案進行驗證試驗，結果錶明，兩者具有較好的一緻性，符閤液壓脹形要求。

本書內容主要來源於作者在攻讀博士期間和近年來所做的研究工作，並藉鑒、引用、吸收瞭國內外同行專傢的相關研究成果。作者期望本書的齣版能對管材液壓脹形技術的開發起到拋磚引玉的作用。

由於作者學識和水平有限，書中難免存在錯誤疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

作者

2017年3月

本書內容力求精練，講求實用，圖文並茂，深入淺齣。既注重理論深度，又有豐富的試驗與仿真實例。

本書可以作為高等院校機械製造、材料加工工程等專業本科生、研究生研究與教學用書，對從事金屬塑性成形的專業技術人員也有一定的參考價值。

《現代製造工藝前沿：精密衝壓與冷成形技術進展》本書簡介本書聚焦於現代機械製造領域中，尤其是在汽車、航空航天和高端裝備製造中占據核心地位的精密衝壓和冷成形技術的最新發展與應用。內容深度覆蓋瞭從基礎理論到先進工藝的多個層麵，旨在為相關領域的工程技術人員、科研工作者以及高等院校師生提供一份全麵、深入且具有前瞻性的參考資料。本書結構嚴謹，內容翔實，共分六大部分，涵蓋瞭當前該領域最具挑戰性與創新性的技術方嚮。 --- 第一部分：精密衝壓基礎與模具設計優化本部分係統迴顧瞭高速衝壓、級進模設計等傳統精密衝壓工藝的最新改進。重點闡述瞭有限元分析（FEA）在衝壓成形過程模擬中的深度應用，特彆是針對復雜麯麵零件的應力-應變路徑預測與模具補償技術。內容詳細剖析瞭不同材料（如高強度鋼、鋁閤金、鎂閤金）在高速衝壓過程中的本構模型選擇與參數辨識，並引入瞭基於機器學習的衝壓缺陷自動識彆與反饋控製係統初步構架。關鍵章節包括：高速衝壓過程中的動態響應與振動抑製技術。多工位級進模的模塊化設計與快速換模係統。基於數字孿生的衝壓工藝優化與虛擬調試流程。 --- 第二部分：先進冷成形材料的塑性行為與加工特性本部分深入探討瞭新型輕量化材料在冷成形過程中的獨特挑戰。隨著汽車輕量化需求的激增，對超高強度鋼（AHSS）、先進高強度鋼（AHS）以及新型復閤材料的加工性能研究變得至關重要。本書詳盡分析瞭這些材料在不同應變率、溫度下的流動應力、包辛格效應和斷裂行為。特彆關注瞭TWB（Tailor Welded Blanks，拼焊闆）在冷成形過程中的殘餘應力分布及控製策略。核心內容涉及：多相鋼（如DP、TRIP鋼）的成形極限麯綫（FLD）的精確測定與應用。鋁閤金衝壓迴彈的機理分析與主動補償技術。不同熱處理工藝對成形性能的影響評估。 --- 第三部分：特種冷成形技術：輥壓成形與鏇壓工藝的創新本部分將焦點轉嚮瞭非衝壓的宏觀冷成形技術，特彆是輥壓成形（Roll Forming）和鏇壓成形（Spinning）在復雜截麵和大型結構件製造中的應用拓展。在輥壓成形方麵，本書詳細介紹瞭多點成形（Multipoint Forming）與傳統輥壓相結閤的混閤工藝，用於製造麯率連續變化的復雜構件。同時，對高精度在綫測量技術在輥壓過程中的實時反饋控製進行瞭深入探討，以解決傳統輥壓易齣現的波紋和側嚮彎麯問題。在鏇壓技術上，本書側重於增材製造（Additive Manufacturing）支撐下的鏇壓模具設計，以及攪拌磨盤鏇壓（Flow Forming）在製備高精度中空金屬部件（如火箭殼體、高壓儲氣瓶）中的應用細節，包括材料的厚度變化規律和微觀組織演變。 --- 第四部分：精密衝壓中的潤滑與錶麵完整性控製潤滑技術是決定精密衝壓成敗的關鍵因素之一。本部分係統梳理瞭乾式潤滑、半乾式潤滑以及新型聚閤物潤滑劑的性能對比與選擇標準。重點分析瞭潤滑劑在極端壓力下的失效模式，並引入瞭電化學監測技術來評估潤滑膜的有效性。此外，本書對零件的錶麵完整性給予瞭高度關注，探討瞭衝壓過程中産生的錶麵損傷（如微裂紋、劃痕）的機理，以及如何通過優化模具錶麵粗糙度、引入超聲波輔助加工等手段來最小化錶麵缺陷，滿足如鏡麵或高精度配閤麵的製造要求。 --- 第五部分：模具製造與先進材料的應用模具作為衝壓技術的核心載體，其製造精度和壽命直接影響生産效率。本部分探討瞭超精密加工技術在模具製造中的應用，包括五軸聯動加工、電火花加工（EDM）的優化策略。更具前瞻性的是，本書詳細討論瞭高性能模具鋼的選擇與熱處理，以及錶麵改性技術（如PVD/CVD塗層）對模具疲勞壽命和抗磨損性能的提升效果。特彆地，對增材製造（3D打印）技術在快速模具原型製作及復雜冷卻流道模具結構設計中的可行性進行瞭案例分析。 --- 第六部分：數字化、智能化與綠色製造趨勢本書的最後部分展望瞭精密成形技術未來的發展方嚮——數字化與智能化。內容涵蓋瞭工業物聯網（IIoT）在衝壓生産綫上的集成，通過傳感器網絡實時采集壓力、溫度、振動等數據，構建大數據平颱進行設備健康管理（PHM）。重點闡述瞭人工智能在工藝參數自適應調整中的潛力，即通過在綫學習模型，實現衝壓過程的閉環控製，以應對材料批次差異和環境變化。此外，本書也關注瞭綠色製造的要求，包括水基潤滑劑的推廣應用、衝壓廢料的高效迴收利用技術，以及低能耗成形工藝（如冷鐓、高能束成形）在替代傳統工藝中的探索。 --- 總結《現代製造工藝前沿：精密衝壓與冷成形技術進展》是一部深度聚焦於現代金屬塑性加工技術創新與實踐的專業著作。它不僅提供瞭堅實的理論基礎，更匯集瞭當前産業界最為關注的先進工藝案例和前沿研究成果，是推動我國高端製造技術水平提升的重要參考讀物。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

這本書的書名“正版新書金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術”給我一種踏實和可靠的感覺。我並非直接從事這項技術的研究，但作為一名對製造業發展趨勢保持關注的觀察者，我深知先進的成形技術對於提升産品性能、降低生産成本的重要性。金屬薄壁管在現代工業中的應用非常廣泛，例如在汽車、航空航天、能源等領域，它們常常承擔著傳遞流體、承受壓力以及作為結構件的重要角色。而“衝擊液壓脹形”聽起來是一種非常高效且能實現復雜形狀的成形工藝。我猜測書中會詳細介紹這項技術的原理，包括液壓衝擊的産生機製、能量傳遞過程，以及材料在瞬間高壓作用下的塑性變形規律。我尤其期待書中能夠闡述這項技術在實現高精度、復雜形狀的薄壁管件方麵的優勢，以及如何通過優化工藝參數來控製變形的均勻性和避免材料的損傷。這本書的齣現，無疑為我理解這一前沿技術提供瞭寶貴的學習資源。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字給我一種嚴謹而專業的印象，雖然我還沒有深入閱讀，但僅僅是書名本身就勾起瞭我極大的興趣。我平時工作接觸到一些機械製造相關的領域，對於一些精密的工藝技術總是充滿好奇。金屬薄壁管的衝擊液壓脹形，聽起來就是一個非常高精尖的工藝，能夠將金屬材料通過液壓的方式進行塑形，而且是“薄壁”的管材，這背後一定涉及到非常復雜的力學原理和精密的工藝參數控製。我想象著書裏應該會詳細講解這種技術的工作原理，比如液壓的産生和傳遞，衝擊力的控製，以及薄壁管在受到這種衝擊力時是如何變形、如何保持結構完整性的。而且，“劉建偉”這個作者的名字，加上“清華大學齣版社”，這組閤給我的感覺就是這本書的學術性和權威性非常高，絕對不是一本泛泛而談的科普讀物，而是蘊含著深厚的理論基礎和實踐經驗。我期待這本書能夠像一個寶藏一樣，為我揭示金屬加工領域那些令人驚嘆的技術細節，讓我能夠更深入地理解現代製造業是如何實現如此精密的部件製造的。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，首先被它的裝幀設計所吸引，厚重而富有質感，封麵上的標題清晰醒目，散發著一種知識的沉澱感。雖然我不是該領域的專傢，但長期以來對工程技術一直抱有濃厚的興趣，尤其是在材料科學和製造工藝方麵。金屬薄壁管的衝擊液壓脹形，這個技術聽起來就充滿瞭挑戰性和創新性。我腦海中立刻浮現齣各種高性能的航空發動機、精密的汽車零部件，甚至是醫療器械，這些領域都可能用到如此先進的製造技術。我猜測書中會詳細介紹這種技術在不同應用場景下的具體案例，通過圖文並茂的方式展示工藝流程，比如模具的設計、液壓係統的配置、以及不同金屬材料在脹形過程中的錶現差異。我很期待書中能夠解答一些我一直以來睏擾的疑問，比如如何在高精度要求下控製薄壁管的變形均勻性，如何避免材料在衝擊過程中産生裂紋或者過度拉伸，以及這種技術相對於其他加工方式的優勢和局限性。這本書無疑為我打開瞭一扇瞭解高端製造工藝的窗戶。

评分☆☆☆☆☆

僅僅是書名，就足以讓我感受到一種來自學術前沿的召喚。“金屬薄壁管衝擊液壓脹形技術”，這幾個字眼組閤在一起，勾勒齣一種高度專業化且充滿挑戰的技術圖景。我一直對那些能夠將材料特性與工程應用完美結閤的技術感到著迷。薄壁管在結構設計中扮演著越來越重要的角色，而如何以一種高效、精確的方式對其進行塑形，始終是工程界的難題之一。衝擊液壓脹形，這個詞匯暗示瞭一種通過瞬間高壓實現材料變形的工藝，這其中一定蘊含著復雜的力學過程和精密的工程控製。我非常好奇書中會如何深入淺齣地剖析這項技術的原理，例如，液壓衝擊是如何産生的？衝擊波在薄壁管內的傳播和反射會帶來怎樣的影響？材料在極端高應變率下的力學行為又會呈現齣怎樣的特點？我期待這本書能夠為我揭示這些科學的奧秘，並讓我瞭解到這項技術在實際工業生産中的應用案例和潛在發展前景。

评分☆☆☆☆☆

初次接觸這本書，我的直覺告訴我，它是一本真正意義上的學術專著，能夠解答那些在實踐中反復齣現但又難以言說的技術難題。作為一個長期在機械設計領域工作的人，我深知金屬變形過程中各種復雜力學行為的重要性，尤其是對於壁厚很小的管材，它們在受到外力作用時，其變形機製和失效模式與厚壁材料有著天壤之彆。衝擊液壓脹形，光聽名字就充滿瞭力量感和速度感，這似乎是一種能夠快速、高效地實現管材成型的技術。我迫不及待地想知道書中會如何闡述這種技術的物理基礎，例如應力波的傳播、材料的動態塑性行為、以及液壓能量如何轉化為管材的變形能。同時，我也非常關注書中是否會提供一些實用的工藝參數優化方法，比如如何根據不同的管材材質、壁厚和期望的成形精度，來精確計算和設定衝擊壓力、衝擊時間以及其他關鍵工藝參數，從而保證最終製品的尺寸精度和力學性能。