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绪论1

0.1 金属塑性成形技术的作用1

0.2 金属塑性成形方法的分类1

0.2.1 按温度特征分类1

0.2.2 按受力和变形方式分类2

0.3 金属塑性变形与轧制原理的基本内容3

1 应力及变形理论4

1.1 外力和应力4

1.2 直角坐标系中一点的应力状态5

1.3 应力平衡微分方程6

1.4 斜面上的应力8

1.5 主应力和应力不变量9

1.6 主剪应力和最大剪应力11

1.7 八面体应力13

1.8 球应力分量与偏差应力分量14

1.9 变形与位移的关系方程16

1.9.1 变形基本概念16

1.9.2 应变分量16

1.9.3 应变与位移的关系——几何方程17

1.9.4 一点应变、主应变、应变不变量、最大剪应变20

1.9.5 球应变分量和偏应变分量，八面体应变和等效应变21

1.10 应力与应变的关系22

1.10.1 弹性变形时应力与应变的关系22

1.10.2 塑性变形时应力与应变的关系23

1.10.3 塑性变形增量理论24

1.11 屈服条件25

1.10.4 塑性变形的全量理论25

1.11.1 屈雷斯加屈服条件（最大剪应力不变条件）26

1.11.2 米塞斯屈服条件（弹性形变能不变条件）26

1.11.3 屈服条件的几何解释27

1.11.4 屈服条件的简化形式29

习题30

2 金属塑性变形流动规律31

2.1 金属塑性变形时的体积不变条件31

2.2 金属流动及最小阻力定律35

2.2.1 最小阻力定律35

2.2.2 不均匀流动和不均匀变形35

2.2.3 基本应力和附加应力37

2.3.1 引起变形及应力不均匀分布的原因38

2.3 变形及应力不均匀分布的原因和后果38

2.3.2 变形及应力不均匀分布的后果41

2.3.3 减轻变形及应力不均匀分布的措施42

2.4 残余应力42

2.4.1 残余应力所引起的后果42

2.4.2 减轻或消除残余应力的措施43

2.4.3 残余应力的检测方法43

2.5 变形及应力的实验分析45

2.5.1 网格法45

2.5.2 硬度法45

2.5.3 光弹塑性实验法45

2.5.4 云纹法47

习题47

3.1.2 测定塑性指标的方法48

3.1.1 金属塑性的基本概念及测定方法48

3.1 塑性和变形抗力的概念48

3 金属的塑性和变形抗力48

3.1.3 塑性状态图（塑性图）49

3.1.4 变形抗力概念50

3.2 影响金属变形抗力的因素51

3.2.1 金属化学成分及组织状态的影响51

3.2.2 温度对变形抗力的影响52

3.2.3 变形速度的影响53

3.2.4 变形程度的影响54

3.2.5 应力状态对变形抗力的影响56

3.2.6 其他因素56

3.3.1 影响金属塑性的内部因素58

3.3 影响金属塑性的因素58

3.3.2 影响金属塑性的外部因素60

3.3.3 提高塑性的途径64

习题64

4 金属塑性成形过程摩擦与润滑65

4.1 金属塑性成形时外摩擦65

4.1.1 外摩擦的定义及特点65

4.1.2 金属塑性成形时摩擦的分类65

4.1.3 黏着摩擦理论66

4.1.4 分子－机械摩擦理论67

4.1.5 塑性成形过程常用的摩擦定律67

4.2 影响外摩擦系数的主要因素68

4.2.1 工具表面粗糙度的影响68

4.2.3 变形温度的影响69

4.2.4 变形速度对摩擦系数的影响69

4.2.2 金属化学成分的影响69

4.2.5 接触面上单位压力的影响70

4.3 摩擦系数的确定方法70

4.3.1 夹钳－轧制法70

4.3.2 圆环镦粗法71

4.4 塑性成形时的润滑71

4.4.1 对润滑剂的要求71

4.4.2 润滑剂的分类71

4.4.3 润滑剂中的添加剂72

习题73

5 变形力和变形功74

5.1 长矩形板镦粗时的变形力74

5.2 用主应力法求全滑动摩擦时平面镦粗的变形力和平均单位压力78

5.3 混合摩擦时平面镦粗的单位压力公式79

5.4 用主应力法求圆柱体镦粗时变形力84

5.5 变形功的确定90

5.6 滑移理论法93

5.6.1 滑移线与滑移线场93

5.6.2 汉基定理95

5.7 功平衡法98

5.8 极值原理法100

5.8.1 上限法100

5.8.2 下限法100

5.9 有限单元法102

5.9.1 有限单元法简介102

5.9.2 塑性有限单元法103

5.9.3 有限单元法的分析步骤104

5.9.4 应用实例104

习题106

6.1 变形区及其参数107

6 轧制过程的基本概念107

6.2 咬入条件与稳定轧制过程110

6.2.1 咬入条件110

6.2.2 稳定轧制过程111

6.3 金属在变形区内各不同横断面上的流动速度113

6.4 轧制时金属的不均匀变形114

6.4.1 薄轧件的变形（l/？＞2～3）115

6.4.2 中等厚度轧件的变形（2～3≥l/h≥0.5～1.0）115

6.4.3 厚轧件的变形（l/？＜0.5～1）116

6.5 轧制时平均变形速度及平均变形程度的确定116

6.5.1 平均变形速度116

6.5.2 平均变形程度117

6.6.1 传热学基本理论118

6.6 轧制时变形温度的确定118

6.6.2 热轧和冷轧时温度制度的特点120

6.6.3 轧制温度降计算121

6.7 轧制时变形抗力的确定125

6.7.1 实验公式法125

6.7.2 计算图表法127

6.7.3 回归模型法128

习题131

7 轧制过程中金属的横变形——宽展132

7.1 宽展的组成和种类132

7.2 各种轧制因素对宽展的影响134

7.2.1 压下量的影响134

7.2.3 轧件宽度的影响135

7.2.2 轧辊直径的影响135

7.2.4 摩擦系数的影响136

7.2.5 轧制道次对宽展的影响137

7.3 宽展的计算138

习题141

8 轧制过程中金属的纵变形——前滑与后滑142

8.1 轧制时的前滑与后滑142

8.2 前滑值的计算143

8.2.1 中性角γ的确定143

8.2.2 前滑值的计算145

8.2.3 影响前滑值的因素146

8.3 连续轧制中的前滑及有关工艺参数的确定146

8.3.1 连轧关系和连轧系数146

8.3.2 前滑系数和前滑值147

8.3.3 堆拉系数和堆拉率148

8.3.4 连轧张力及张力轧制149

习题153

9 轧制单位压力的计算154

9.1 轧制压力的概念154

9.2 计算轧制单位压力的理论155

9.3 卡尔曼单位压力微分方程式155

9.3.1 卡尔曼微分方程式的假设条件156

9.3.2 卡尔曼单位压力微分方程式推导156

9.3.3 单位压力微分方程的求解157

9.4 采利柯夫单位压力公式158

9.5 奥罗万单位压力微分方程式162

9.6 西姆斯单位压力公式165

9.7 勃兰特－福特单位压力公式166

9.8 混合摩擦的轧制单位压力公式168

9.8.1 第一类轧制过程（l/？＞5）168

9.8.2 第二类轧制过程（l/？＝2～5）171

9.8.3 第三类轧制过程（l/？＝0.5～2）171

9.8.4 第四种类型（l/？＜0.5）171

习题172

10 轧制压力的计算173

10.1 接触面积的确定173

10.1.1 简单轧制过程173

10.1.2 孔型轧制173

10.1.3 考虑轧辊弹性压扁175

10.2 计算平均单位压力177

10.2.1 按采利柯夫公式计算平均单位压力177

10.2.2 计算平均单位压力的西姆斯公式180

10.2.3 勃兰特－福特轧制压力公式181

10.3 斯通公式185

10.4 其他轧制压力公式189

10.4.1 爱克伦得单位压力公式189

10.4.2 适合初轧条件的平均单位压力公式191

10.4.3 适合简单断面的轧制平均单位压力公式191

10.4.4 志田公式191

习题192

11 轧机传动力矩及功率193

11.1 轧制力矩193

11.1.1 轧制力矩的概念193

11.1.2 简单轧制条件下总压力的方向及力矩的确定193

11.1.3 单辊驱动时总压力方向及力矩195

11.1.4 轧辊直径不同时总压力方向及力矩196

11.1.5 有前后张力作用轧制时总压力的方向及力矩197

11.1.6 四辊轧机轧辊上作用力的方向及力矩198

11.2 电动机传动轧辊所需力矩和功率202

11.2.1 电机传动轧辊所需力矩202

11.2.2 轧制力矩Mz202

11.2.3 附加摩擦力矩的确定205

11.2.4 空转力矩的确定205

11.2.5 动力矩的确定206

11.2.6 轧制功率的确定206

11.3 电机负荷图207

11.3.1 速度制度207

11.3.2 绘制静负荷图209

11.3.3 可逆式轧机的负荷图210

11.3.4 电动机容量的选择和校核211

习题212

12 轧制时的弹塑性曲线213

12.1 轧件的塑性曲线213

12.2 轧机弹性曲线和弹跳方程214

12.2.1 轧机弹性曲线214

12.2.2 轧机刚度及弹跳方程214

12.2.3 刚度系数的测量方法215

12.3 轧制时的弹塑性曲线216

12.3.1 轧制弹塑性曲线P-H图216

12.3.2 辊缝转换函数218

12.3.3 轧制弹塑性曲线的意义219

习题219

参考文献220