塑性非线性分析原理 本书特色
《塑性非线性分析原理》一书共分7章，相关的内容如下。
第1章为固体力学问题的基本描述方法，以非常明了的方式介绍基本力学变量、指标记法、物理量的坐标变换及张量、张量的不变量原理。
第2章为线弹性问题的描述，引入应力张量、应变张量、三大类方程及两类边界条件，并以指标变换的方式系统讨论正交各向异性以及各向同性材料的本构方程的表达方式，给出应力张量、应变张量的重要性质及特征列表。
第3章为材料非线性：塑性行为及描述，介绍材料塑性行为的试验，包括塑性流动应力的试验方法、体积不变性及静水压力影响的试验、应力状态对材料塑性的影响、材料性能随温度的变化规律、几种典型的单向应力-应变曲线模型，系统描述了屈服条件、塑性强化准则、塑性应变流动法则、弹塑性本构方程的完整表达方式。
第4章为几何非线性：有限变形下的应变及应力描述，从1d情形下的真应力与真应变入手，给出构形、变形梯度、极分解、速度梯度及大变形下应变的表示，讨论了green应变、小变形应变、单向拉伸情形的构形及变形、小角度的刚体转动等问题。进行三种平面变形情况下的分析，比较了工程应变、green应变、almansi应变之间的关系。介绍了大变形下的应力表达、应变及应力的物质导数、大变形情况下的本构方程，系统给出了大变形情形下的所有应变及应力表达式汇总。
第5章为材料塑性行为的数值分析原理，为本书的重点。内容包括：通过一个简单结构求解的时间离散过程入手，系统论述关于时间过程的隐式方法与显式方法、塑性非线性数值分析的分类、一般弹性问题的变分原理、弹塑性问题分析的虚功原理、刚塑性有限元分析原理以及大变形问题的虚功原理及有限元列式。特别给出了处理体积不可压缩性的拉格朗日乘子法、不可压缩性的罚函数法以及采用体积近可压缩性的刚塑性问题变分原理。在有限元列式上，给出基于当前构形的虚功原理、基于初始构形的虚功原理、大变形增量求解的tl方法、ul方法、euler方法。还就数值分析中因积分引起的剪切自锁、沙漏等现象的本质原因进行剖析。
第6章为接触问题非线性及其数值分析原理，内容包括：塑性成形中的摩擦及特点、描述摩擦行为的模型、数值分析中接触摩擦模型的处理以及塑性成形中摩擦行为的试验测试方法，在处理接触非线性问题的数值分析原理方面，给出相应的虚功原理、拉格朗日乘子法、罚函数法、接触问题分析中的单元形式与接触搜寻。
第7章为金属塑性变形研究的前沿领域，内容包括：塑性变形的金属力学基础、超塑性变形、niti形状记忆合金的耦合行为研究、晶体塑性及数值模拟。论述了金属塑性变形的晶体结构、成形与改性、变形/温度/组织的三场耦合原理。讨论了超塑性变形现象、超塑性的力学特性、超塑性变形机理及影响因素。就niti形状记忆合金的研究现状、热力耦合行为、本构关系、原位多场测量进行了系统的介绍。对晶体塑性研究领域中的数值分析原理及基于晶粒的有限元建模进行了论述。
塑性非线性分析原理 内容简介
《塑性非线性分析原理》一书为长江学者曾攀教授汇集多年塑性问题研究成果。塑性问题及工程中*复杂的三大非线性问题：材料非线性、几何非线性(大变形)以及接触非线性，这给塑性问题的准确、高效分析带来很大的挑战。本书全面论述材料塑性的非线性分析原理，强调塑性非线性分析的工程概念、力学基础以及分析原理。全书共有7章，内容包括：固体力学问题的基本描述方法，为线弹性问题的描述，材料非线性：塑性行为及描述，几何非线性：有限变形下的应变及应力描述，材料塑性行为的数值分析原理，接触问题非线性及其数值分析原理，第7章为金属塑性变形研究的前沿领域。全书涉及：塑性中的三大非线性问题、求解塑性问题的各种数值分析原理、塑性加工中的成形与改性、变形/温度/组织三场耦合、超塑性、形状记忆合金、晶体塑性等论题，强调塑性问题的工程背景、力学本质以及数学逻辑，力求概念阐述清晰、重点内容突出、实例讨论深入等特点，便于读者研习。本书可供机械、力学、材料、冶金、航空航天等专业的高年级本科生、研究生、工程技术人员、科研工作者参考使用。
塑性非线性分析原理 目录
前言第1章 固体力学问题的基本描述方法 1.1 基本力学变量 1.2 指标记法 1.3 物理量的坐标变换及张量表示 1.4 张量的不变量第2章 线弹性问题的描述 2.1 应力张量 2.1.1 应力的定义 2.1.2 应力的坐标变换 2.1.3 应力张量的不变量 2.1.4 静水压力、球应力张量、偏应力张量、八面体应力 2.2 应变张量、球应变张量、偏应变张量、体积应变、应变率 2.3 三大方程之一：力的平衡方程 2.3.1 2d情形下的平衡方程 2.3.2 3d情形下的平衡方程 2.4 三大方程之二：变形的几何方程 2.4.1 2d情形下的变形几何方程 2.4.2 3d情形下的变形几何方程 2.5 三大方程之三：材料的本构方程 2.5.1 基于单向拉伸试验建立材料的本构方程 2.5.2 基于张量表达的材料本构方程 2.6 边界条件 2.7 线弹性问题的变量及方程汇总 2.8 应力张量、应变张量的重要性质及特征列表第3章 材料非线性：塑性行为及描述 3.1 材料非线性塑性行为的试验 3.1.1 塑性流动应力的试验方法 3.1.2 温度、变形程度、变形速率对流动（屈服）应力的影响 3.1.3 塑性成形体积不变性及静水压力影响的试验 3.1.4 应力状态对材料塑性的影响 3.1.5 材料的物理量随温度的变化规律 3.1.6 几种典型的单向应力-应变曲线模型 3.2 复杂应力状态下的一般性屈服条件 3.2.1 直接试验方法 3.2.2 金属材料常用的屈服准则 3.3 各种情形的屈服面 3.3.1 等向强化屈服面 3.3.2 随动强化屈服面 3.3.3 混合强化屈服面 3.3.4 考虑静水压力的屈服准则 3.3.5 考虑体积近不可压缩性的屈服条件 3.4 塑性应变流动法则 3.4.1 稳定性的概念 3.4.2 材料行为的稳定性 3.4.3 加-卸载准则与流动法则 3.5 弹塑性本构方程的完整描述 3.5.1 等效应力与等效应变 3.5.2 弹塑性本构方程的一般表达式 3.5.3 比例加载情形下的弹塑性本构方程 3.5.4 各向异性情形下的弹塑性本构方程 3.5.5 其他屈服函数第4章 几何非线性：有限变形下的应变及应力描述 4.1 1d情形下的真应力与真应变 4.2 构形、变形梯度、极分解、速度梯度 4.3 有限变形下的应变表示 4.4 关于应变的讨论 4.4.1 green应变的物理含义 4.4.2 小变形下的应变表示 4.4.3 单向拉伸情形的构形及变形分析 4.4.4 形变张量e或c的主方向特征 4.4.5 三种平面变形情况下的分析及比较 4.4.6 小角度的刚体转动 4.4.7 实例讨论：工程应变、green应变、almansi应变的比较 4.5 有限变形下的应力表达 4.5.1 有限变形状态下的体积及面元变化 4.5.2 当前构形中的cauchy应力 4.5.3 初始构形中的**类piola-kirchhoff应力(非对称张量 4.5.4 初始构形中的第二类piola-kirchhoff应力(对称张量 4.5.5 第二类piola-kirchhoff应力张量的刚体转动性质 4.6 应变及应力的物质导数 4.6.1 物质导数 4.6.2 速度梯度与变形率 4.6.3 与刚体运动无关的almansi本构应变速率 4.6.4 与刚体运动无关的jaumann应力率 4.7 有限变形情况下的本构方程 4.7.1 kirchhoff材料 4.7.2 超弹性材料 4.7.3 次弹性材料 4.7.4 弹塑性材料 4.7.5 黏性材料 4.8 有限变形的应变及应力表达式汇总第5章 材料塑性行为的数值分析原理 5.1 线弹性问题求解的隐式算法与显式算法 5.2 关于时间过程的隐式算法与显式算法 5.2.1 时间离散过程的显式算法格式 5.2.2 时间离散过程的隐式算法格式 5.2.3 关于时间离散格式的稳定性 5.2.4 显式算法与隐式算法的应用范围 5.3 塑性问题的非线性数值分析分类 5.4 一般弹性问题的变分原理 5.4.1 变分原理 5.4.2 虚功原理 5.5 弹塑性问题分析的虚功原理 5.5.1 塑性问题的增量方程 5.5.2 增量形式的虚功原理及有限元列式 5.6 刚塑性有限元分析原理 5.6.1 刚（黏）塑性问题的基本方程 5.6.2 求解刚塑性问题的一般变分原理 5.6.3 处理体积不可压缩性的拉格朗日乘子法 5.6.4 处理体积不可压缩性的罚函数法 5.6.5 考虑体积近可压缩性的刚塑性问题变分原理 5.6.6 求解刚塑性问题的几种方法比较 5.6.7 刚（黏）塑性问题的变分原理 5.6.8 刚塑性问题的有限元分析列式 5.6.9 刚性区的处理及初始速度场的确定 5.7 有限变形问题的虚功原理及有限元列式 5.7.1 基于当前构形的平衡关系及虚功原理 5.7.2 基于初始构形的当前平衡关系及虚功原理 5.7.3 有限变形分析的有限元列式 5.7.4 有限变形增量求解的tl方法 5.7.5 有限变形增量求解的ul方法 5.7.6 有限变形问题求解的euler方法 5.8 数值积分中所出现问题的讨论(剪切自锁，沙漏第6章 接触问题非线性及其数值分析原理 6.1 接触摩擦非线性：塑性成形中的摩擦行为 6.1.1 塑性成形中的摩擦及特点 6.1.2 经典摩擦定律 6.1.3 塑性成形中的摩擦模型 6.1.4 接触与摩擦的三个条件及表达式 6.1.5 非线性摩擦条件的光滑化处理 6.1.6 塑性成形中摩擦行为的试验测试 6.2 接触问题分析的虚功原理 6.3 接触问题分析的拉格朗日乘子法 6.4 接触问题分析的罚函数法 6.5 接触问题分析的有限元列式 6.6 接触问题有限元方程的求解方法 6.6.1 显式算法 6.6.2 隐式算法 6.7 接触问题分析中的单元形式与接触的搜寻第7章 金属塑性变形研究的前沿领域 7.1 塑性变形的金属力学基础 7.1.1 金属材料的结构层次 7.1.2 金属的晶体滑移系与schmid因子 7.1.3 塑性加工过程中变形、温度与组织的三场耦合 7.2 超塑性变形 7.2.1 超塑性变形现象 7.2.2 超塑性的力学特性 7.2.3 超塑性变形机理及影响因素 7.3 niti形状记忆合金中的局部化变形与相变塑性行为研究 7.3.1 niti形状记忆合金的研究现状 7.3.2 niti形状记忆合金的热-力耦合行为 7.3.3 形状记忆合金耦合行为的原位多场测量方法 7.3.4 形状记忆合金耦合行为的试验结果 7.3.5 niti形状记忆合金的本构关系 7.4 晶体塑性及分析原理 7.4.1 晶体塑性的描述 7.4.2 晶体塑性的数值分析原理 7.4.3 单晶体塑性变形的数值模拟 7.4.4 多晶体塑性变形的试验与数值模拟参考文献索引
塑性非线性分析原理 作者简介
曾攀，男，1963年生，海南省海口市人。1982年于西北工业大学获得学士学位，1985年于北京航空航天大学获得硕士学位，1988年于清华大学获得工学博士学位，1988年至1992年在大连理工大学及西南交通大学从事两站博士后研究，为德国“洪堡”学者(1994一1995)、国家杰出青年科学基金获得者(1998)、长江学者(2000)、“新世纪百千万人才工程”国家级入选，现为清华大学机械工程系教授、博导、先进成形制造教育部重点实验室学术委员会副主任、全国塑性工程学会副理事长，担任《机械工程学报》《工程力学》《塑性工程学报》、《锻压技术》等6个学术期刊的编委，为ICTP、NUMIFORM、ICFDM等国际会议学术委员会委员。先后主持国家自然科学基金重点项目、杰出青年基金、霍英东基金项目、大型横向合作项目等科研项目40多个，发表论文120多篇，已获得发明专利8项。出版及翻译学术著作6本，获得国家级、北京市教学成果奖3项，省部级一等、二等科技奖3项；长期从事有限元方法及数值模拟方面的教学工作，编写的教材入选教育部“研究生教学用书”、北京市高等教育精品教材、国家“十二五”规划教材。目前主要从事塑性非线性行为、材料成形数值模拟以及复杂装备的结构设计等领域的研究。
