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內(nèi)容簡介

　　本書主要包括三大塊，拼焊板力學性能及成形行為、拼焊板成形仿真技術以及拼焊板設計及應用等。第壹章，激光拼焊板的單拉力學性能；基于塑性力學理論建立了直線焊縫差厚拼焊板的力學解析模型，分析了焊縫條件（包括焊縫位置和焊縫方向）對拼焊板單拉性能的影響規(guī)律。分別針對橫向和縱向焊縫拼焊板，討論應變不均勻性對單向拉伸性能的影響。第二章激光拼焊板成形性能；拼焊板成形過程中主要的特點是變形不均勻，為了掌握其變形特點，研究拼焊板成形變形不均勻性的理論，提出拼焊板焊縫移動模型及成形極限解析模型，深入分析焊縫兩側母材應變路徑動態(tài)變化的機理。根據(jù)拼焊板變形不均勻行為建立適用拼焊板的綜合成形極限圖，并進一步研究了曲線焊縫拼焊板成形性。第三章激光拼焊板本構關系及綜合強度比；為綜合母材力學性能和厚度對拼焊板變形的影響，提出綜合強度比來描述母材綜合性能。第四章激光拼焊板材料參數(shù)對其成形性能的影響；基于綜合強度比，討論力學性能參數(shù)和厚度對綜合強度比的影響規(guī)律和程度。第五章激光拼焊板焊縫性能與仿真建模；仿真技術能獲得拼焊板變形特征詳細過程，然而，精度受到多種因素影響，特別是焊縫力學性能和建模方式。為此，基于數(shù)字圖像相干技術提出了拼焊板焊縫力學性能識別方法。研究了焊縫力學性能及形狀對成形行為的影響，提出拼焊板仿真焊縫建模方法。第六章激光拼焊板的沖壓成形數(shù)值仿真；完成單向拉伸數(shù)值模擬，分析焊縫性能的影響，并進行汽車拼焊板門內(nèi)板零件拉深成形案例分析。第七章汽車激光拼焊板的設計與應用。通過聲學貢獻量分析，確定汽車車身拼焊板零件使用性能需求，提出拼焊板設計的關鍵技術，包括母材厚度當量替換模型、基于目標焊縫位置的初始焊縫位置預測及焊縫條件對成形結果的影響規(guī)律等，并基于優(yōu)化設計技術，對拼焊板門內(nèi)板進行優(yōu)化設計，給出了輕量化實施的方法和案例。

作者簡介

　　林建平，博士、博士后，現(xiàn)任同濟大學機械與能源工程學院教授、博士生導師，新能源汽車與動力系統(tǒng)國家工程實驗室“汽車輕量化研究方向”學術帶頭人之一。教育部機械教學指導委員會委員、上海市學科評議組成員、中國模具工業(yè)協(xié)會技術委員會副主任、美國汽車工程學會（SAE）會員、中國機械工程學會高級會員、上海市模具行業(yè)協(xié)會理事與技術委員會主任、上海海洋大學兼職教授、上海體育學院兼職教授、國家科技進步獎、上海市科技進步獎和發(fā)明獎評審專家、國家自然科學基金評審專家及國際雜志《Applied surface science》、《International Journal of Advanced Manufacturing Technology》評審等。承擔過國家、上海市、企業(yè)的攻關項目和重大項目近百項，獲多項科技進步獎、教師獎以及博士生論文指導教師獎。申請國家專利22項，在國內(nèi)外相關雜志上發(fā)表論文208篇，其中SCI/EI檢索117篇。主要研究方向：車輛輕量化制造技術、汽車模具與現(xiàn)代成形技術。

圖書目錄

前言
術語
第一章激光拼焊板的單向拉伸力學性能 1
一、直線焊縫差厚拼焊板的力學解析模型 1
二、焊縫條件對拼焊板單向拉伸性能的影響規(guī)律 4
(一) 焊縫角度與單向拉伸性能的關系模型 4
(二) 橫向焊縫位置與單向拉伸性能的關系模型 11
(三) 縱向焊縫條件下焊縫位置的解析模型 14
三、拼焊板橫向拉伸時應變不均勻性對成形性能的影響 18
(一) 焊縫材料參數(shù)及仿真建模方式對橫向拉伸性能的影響 18
(二) 同材拼焊板橫向拉伸時平均延伸率力學解析模型 22
(三) 理論模型的有限元及試驗驗證 23
(四) 應變不均勻性因素對平均延伸率的影響 23
四、拼焊板縱向拉伸時應力不均勻性對成形性能的影響 27
(一) 拼焊板縱向拉伸時平均延伸率力學解析模型 28
(二) 理論模型的驗證 29
(三) 應力不均勻性因素對平均延伸率的影響 31
參考文獻 36
第二章激光拼焊板的成形性能 39
一、拼焊板成形變形不均勻性理論 39
(一) 拼焊板有限元分析理論 39
(二) 板厚比對極限成形高度的影響 40
(三) 拼焊板極限成形高度降低的理論分析及驗證 49
二、拼焊板焊縫移動及脹形成形高度的解析模型 52
(一) 拼焊板變形中焊縫移動的解析模型及試驗驗證 52
(二) 拼焊板脹形成形高度的解析模型 54
三、拼焊板成形過程中焊縫兩側母材應變路徑動態(tài)變化機理 59
(一) 拼焊板母材雙向拉伸簡化模型 59
(二) 拼焊板成形過程中母材應變路徑動態(tài)變化力學解析模型 60
四、拼焊板成形極限圖 65
(一) 基于焊縫極限的母材應變區(qū)域分析及成形極限圖的建立 65
(二) 新成形極限圖的試驗驗證 68
五、曲線焊縫拼焊板的成形性能 71
(一) 曲線焊縫差厚拼焊板的力學解析模型 71
(二) 曲線焊縫拼焊板脹形有限元模型的建立與驗證 72
(三) 不同形式曲線焊縫對拼焊板成形能力的影響對比 74
(四) 不同半徑圓弧焊縫對拼焊板成形能力的影響研究 75
參考文獻 76
第三章激光拼焊板的本構關系及綜合強度比 77
一、概述 77
二、激光拼焊板的本構關系及其母材強度系數(shù) Ｋ值 78
(一) 拼焊板平面應力狀態(tài)本構關系 78
(二) 拼焊板平面應力狀態(tài)本構關系驗證 82
(三) 拼焊板母材強度系數(shù) Ｋ值 86
三、基于綜合強度比的拼焊板母材參數(shù)對成形性能的影響規(guī)律 91
(一) 拼焊板綜合強度比模型 91
(二) 拼焊板母材參數(shù)對綜合強度比及其弱板應變路徑的影響規(guī)律 94
參考文獻 108
第四章激光拼焊板的材料參數(shù)對成形性能的影響 110
一、拼焊板母材參數(shù)對成形性能的影響規(guī)律 110
(一) 母材初始板厚ｔ0差異對成形性能的影響 110
(二) 強度系數(shù) Ｋ值差異對拼焊板成形性能的影響 112
(三) 應變硬化指數(shù) ｎ值差異對拼焊板成形性能的影響 114
(四) 厚向異性指數(shù) ｒ值差異對拼焊板成形性能的影響 116
二、拼焊板剛性凸模脹形有限元模型試驗驗證 119
三、不同板厚比條件下母材性能參數(shù)差異對綜合強度比的影響 121
(一) 不同板厚比下Ｋ值差異對綜合強度比的影響 121
(二) 不同板厚比下ｎ值差異對綜合強度比的影響 123
(三) 不同板厚比下ｒ值差異對綜合強度比的影響 124
四、母材性能參數(shù)與板厚的綜合匹配關系 126
(一) 母材性能參數(shù)與板厚匹配理論關系 126
(二) 母材性能參數(shù)與板厚匹配關系仿真 128
(三) 不同匹配關系下拼焊板變形非均勻性分析 130
參考文獻 131
第五章激光拼焊板焊縫的性能與仿真建模 132
一、概述 132
二、激光拼焊板焊縫的性能 132
(一) 激光拼焊板焊縫的宏觀形貌及微觀組織 132
(二) 激光拼焊板力學性能的確定 134
三、基于目標位置的拼焊板初始焊縫位置預測模型 142
Ⅴ
(一) 雙拉變形條件下的解析模型 142
(二) Ｕ形件拼焊板初始焊縫位置預測模型 147
四、基于失效模式的焊縫建模 154
(一) 激光拼焊板焊縫建模方式 154
(二) 基于臨界板厚比的失效模式預測 156
(三) 不同焊縫建模方式的激光拼焊板材料參數(shù)范圍 163
參考文獻 178
第六章激光拼焊板沖壓成形數(shù)值仿真 181
一、激光拼焊板單向拉伸數(shù)值模擬中焊縫性能的影響 181
(一) 拼焊板焊縫材料參數(shù)對模擬結果的影響 181
(二) 基于兩種焊縫處理方式的拼焊板單向拉伸數(shù)值模擬 184
(三) 基于剛性連接拼焊板單向拉伸試件變形非均勻性理論分析及驗證 186
二、汽車拼焊門內(nèi)板零件拉深成形案例分析 192
(一) 拼焊門內(nèi)板零件成形極限能力影響因素 192
(二) 拼焊門內(nèi)板沖壓成形有限元建模及驗證 193
(三) 工藝參數(shù)對拼焊門內(nèi)板成形性能的影響規(guī)律 195
參考文獻 200
第七章汽車激光拼焊板的設計與應用 201
一、汽車零件拼焊板設計需要滿足的要求及關鍵技術 201
(一) 汽車零件拼焊板設計需要滿足的要求 201
(二) 汽車拼焊板零件設計的關鍵技術 206
(三) 拼焊板設計方法的適用范圍 209
二、拼焊板設計中母材等效替換的當量模型 209
(一) 拼焊板母板材料參數(shù)對瞬時強度的影響規(guī)律 209
(二) 拼焊板母板材料參數(shù)對瞬時強度影響的敏感性 217
(三) 拼焊板母板材料參數(shù)的當量模型 221
三、兼顧使用性和制造性的拼焊板輕量化設計 227
(一) 車門結構及使用