《塑性非線性分析原理》一書共分7章，相關(guān)的內(nèi)容如下。
第1章為固體力學(xué)問題的基本描述方法，以非常明了的方式介紹基本力學(xué)變量、指標(biāo)記法、物理量的坐標(biāo)變換及張量、張量的不變量原理。
第2章為線彈性問題的描述，引入應(yīng)力張量、應(yīng)變張量、三大類方程及兩類邊界條件，并以指標(biāo)變換的方式系統(tǒng)討論正交各向異性以及各向同性材料的本構(gòu)方程的表達(dá)方式，給出應(yīng)力張量、應(yīng)變張量的重要性質(zhì)及特征列表。
第3章為材料非線性：塑性行為及描述，介紹材料塑性行為的試驗，包括塑性流動應(yīng)力的試驗方法、體積不變性及靜水壓力影響的試驗、應(yīng)力狀態(tài)對材料塑性的影響、材料性能隨溫度的變化規(guī)律、幾種典型的單向應(yīng)力-應(yīng)變曲線模型，系統(tǒng)描述了屈服條件、塑性強(qiáng)化準(zhǔn)則、塑性應(yīng)變流動法則、彈塑性本構(gòu)方程的完整表達(dá)方式。
第4章為幾何非線性：有限變形下的應(yīng)變及應(yīng)力描述，從1D情形下的真應(yīng)力與真應(yīng)變?nèi)胧郑o出構(gòu)形、變形梯度、極分解、速度梯度及大變形下應(yīng)變的表示，討論了Green應(yīng)變、小變形應(yīng)變、單向拉伸情形的構(gòu)形及變形、小角度的剛體轉(zhuǎn)動等問題。進(jìn)行三種平面變形情況下的分析，比較了工程應(yīng)變、Green應(yīng)變、Almansi應(yīng)變之間的關(guān)系。介紹了大變形下的應(yīng)力表達(dá)、應(yīng)變及應(yīng)力的物質(zhì)導(dǎo)數(shù)、大變形情況下的本構(gòu)方程，系統(tǒng)給出了大變形情形下的所有應(yīng)變及應(yīng)力表達(dá)式匯總。
第5章為材料塑性行為的數(shù)值分析原理，為本書的重點。內(nèi)容包括：通過一個簡單結(jié)構(gòu)求解的時間離散過程入手，系統(tǒng)論述關(guān)于時間過程的隱式方法與顯式方法、塑性非線性數(shù)值分析的分類、一般彈性問題的變分原理、彈塑性問題分析的虛功原理、剛塑性有限元分析原理以及大變形問題的虛功原理及有限元列式。特別給出了處理體積不可壓縮性的拉格朗日乘子法、不可壓縮性的罰函數(shù)法以及采用體積近可壓縮性的剛塑性問題變分原理。在有限元列式上，給出基于當(dāng)前構(gòu)形的虛功原理、基于初始構(gòu)形的虛功原理、大變形增量求解的TL方法、UL方法、Euler方法。還就數(shù)值分析中因積分引起的剪切自鎖、沙漏等現(xiàn)象的本質(zhì)原因進(jìn)行剖析。
第6章為接觸問題非線性及其數(shù)值分析原理，內(nèi)容包括：塑性成形中的摩擦及特點、描述摩擦行為的模型、數(shù)值分析中接觸摩擦模型的處理以及塑性成形中摩擦行為的試驗測試方法，在處理接觸非線性問題的數(shù)值分析原理方面，給出相應(yīng)的虛功原理、拉格朗日乘子法、罰函數(shù)法、接觸問題分析中的單元形式與接觸搜尋。
第7章為金屬塑性變形研究的前沿領(lǐng)域，內(nèi)容包括：塑性變形的金屬力學(xué)基礎(chǔ)、超塑性變形、NiTi形狀記憶合金的耦合行為研究、晶體塑性及數(shù)值模擬。論述了金屬塑性變形的晶體結(jié)構(gòu)、成形與改性、變形/溫度/組織的三場耦合原理。討論了超塑性變形現(xiàn)象、超塑性的力學(xué)特性、超塑性變形機(jī)理及影響因素。就NiTi形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀、熱力耦合行為、本構(gòu)關(guān)系、原位多場測量進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。對晶體塑性研究領(lǐng)域中的數(shù)值分析原理及基于晶粒的有限元建模進(jìn)行了論述。
《塑性非線性分析原理》一書為長江學(xué)者曾攀教授匯集多年塑性問題研究成果。塑性問題及工程中*復(fù)雜的三大非線性問題：材料非線性、幾何非線性(大變形)以及接觸非線性，這給塑性問題的準(zhǔn)確、高效分析帶來很大的挑戰(zhàn)。本書全面論述材料塑性的非線性分析原理，強(qiáng)調(diào)塑性非線性分析的工程概念、力學(xué)基礎(chǔ)以及分析原理。全書共有7章，內(nèi)容包括：固體力學(xué)問題的基本描述方法，為線彈性問題的描述，材料非線性：塑性行為及描述，幾何非線性：有限變形下的應(yīng)變及應(yīng)力描述，材料塑性行為的數(shù)值分析原理，接觸問題非線性及其數(shù)值分析原理，第7章為金屬塑性變形研究的前沿領(lǐng)域。全書涉及：塑性中的三大非線性問題、求解塑性問題的各種數(shù)值分析原理、塑性加工中的成形與改性、變形/溫度/組織三場耦合、超塑性、形狀記憶合金、晶體塑性等論題，強(qiáng)調(diào)塑性問題的工程背景、力學(xué)本質(zhì)以及數(shù)學(xué)邏輯，力求概念闡述清晰、重點內(nèi)容突出、實例討論深入等特點，便于讀者研習(xí)。本書可供機(jī)械、力學(xué)、材料、冶金、航空航天等專業(yè)的高年級本科生、研究生、工程技術(shù)人員、科研工作者參考使用。
曾攀，男，1963年生，海南省海口市人。1982年于西北工業(yè)大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1985年于北京航空航天大學(xué)獲得碩士學(xué)位，1988年于清華大學(xué)獲得工學(xué)博士學(xué)位，1988年至1992年在大連理工大學(xué)及西南交通大學(xué)從事兩站博士后研究，為德國“洪堡”學(xué)者(1994一1995)、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者(1998)、長江學(xué)者(2000)、“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級入選，現(xiàn)為清華大學(xué)機(jī)械工程系教授、博導(dǎo)、先進(jìn)成形制造教育部重點實驗室學(xué)術(shù)委員會副主任、全國塑性工程學(xué)會副理事長，擔(dān)任《機(jī)械工程學(xué)報》《工程力學(xué)》《塑性工程學(xué)報》、《鍛壓技術(shù)》等6個學(xué)術(shù)期刊的編委，為ICTP、NUMIFORM、ICFDM等國際會議學(xué)術(shù)委員會委員。先后主持國家自然科學(xué)基金重點項目、杰出青年基金、霍英東基金項目、大型橫向合作項目等科研項目40多個，發(fā)表論文120多篇，已獲得發(fā)明專利8項。出版及翻譯學(xué)術(shù)著作6本，獲得國家級、北京市教學(xué)成果獎3項，省部級一等、二等科技獎3項；長期從事有限元方法及數(shù)值模擬方面的教學(xué)工作，編寫的教材入選教育部“研究生教學(xué)用書”、北京市高等教育精品教材、國家“十二五”規(guī)劃教材。目前主要從事塑性非線性行為、材料成形數(shù)值模擬以及復(fù)雜裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計等領(lǐng)域的研究。
前言
第1章 固體力學(xué)問題的基本描述方法
1.1 基本力學(xué)變量
1.2 指標(biāo)記法
1.3 物理量的坐標(biāo)變換及張量表示
1.4 張量的不變量
第2章 線彈性問題的描述
2.1 應(yīng)力張量
2.1.1 應(yīng)力的定義
2.1.2 應(yīng)力的坐標(biāo)變換
2.1.3 應(yīng)力張量的不變量
2.1.4 靜水壓力、球應(yīng)力張量、偏應(yīng)力張量、八面體應(yīng)力
2.2 應(yīng)變張量、球應(yīng)變張量、偏應(yīng)變張量、體積應(yīng)變、應(yīng)變率
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：變形的幾何方程
2.4.1 2D情形下的變形幾何方程
2.4.2 3D情形下的變形幾何方程
2.5 三大方程之三：材料的本構(gòu)方程
2.5.1 基于單向拉伸試驗建立材料的本構(gòu)方程
2.5.2 基于張量表達(dá)的材料本構(gòu)方程
2.6 邊界條件
2.7 線彈性問題的變量及方程匯總
2.8 應(yīng)力張量、應(yīng)變張量的重要性質(zhì)及特征列表
第3章 材料非線性：塑性行為及描述
3.1 材料非線性塑性行為的試驗
3.1.1 塑性流動應(yīng)力的試驗方法
3.1.2 溫度、變形程度、變形速率對流動（屈服）應(yīng)力的影響
3.1.3 塑性成形體積不變性及靜水壓力影響的試驗
3.1.4 應(yīng)力狀態(tài)對材料塑性的影響
3.1.5 材料的物理量隨溫度的變化規(guī)律
3.1.6 幾種典型的單向應(yīng)力-應(yīng)變曲線模型
3.2 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的一般性屈服條件
3.2.1 直接試驗方法
3.2.2 金屬材料常用的屈服準(zhǔn)則
3.3 各種情形的屈服面
3.3.1 等向強(qiáng)化屈服面
3.3.2 隨動強(qiáng)化屈服面
3.3.3 混合強(qiáng)化屈服面
3.3.4 考慮靜水壓力的屈服準(zhǔn)則
3.3.5 考慮體積近不可壓縮性的屈服條件
3.4 塑性應(yīng)變流動法則
3.4.1 穩(wěn)定性的概念
3.4.2 材料行為的穩(wěn)定性
3.4.3 加-卸載準(zhǔn)則與流動法則
3.5 彈塑性本構(gòu)方程的完整描述
3.5.1 等效應(yīng)力與等效應(yīng)變
3.5.2 彈塑性本構(gòu)方程的一般表達(dá)式
3.5.3 比例加載情形下的彈塑性本構(gòu)方程
3.5.4 各向異性情形下的彈塑性本構(gòu)方程
3.5.5 其他屈服函數(shù)
第4章 幾何非線性：有限變形下的應(yīng)變及應(yīng)力描述
4.1 1D情形下的真應(yīng)力與真應(yīng)變
4.2 構(gòu)形、變形梯度、極分解、速度梯度
4.3 有限變形下的應(yīng)變表示
4.4 關(guān)于應(yīng)變的討論
4.4.1 Green應(yīng)變的物理含義
4.4.2 小變形下的應(yīng)變表示
4.4.3 單向拉伸情形的構(gòu)形及變形分析
4.4.4 形變張量E或C的主方向特征
4.4.5 三種平面變形情況下的分析及比較
4.4.6 小角度的剛體轉(zhuǎn)動
4.4.7 實例討論：工程應(yīng)變、Green應(yīng)變、Almansi應(yīng)變的比較
4.5 有限變形下的應(yīng)力表達(dá)
4.5.1 有限變形狀態(tài)下的體積及面元變化
4.5.2 當(dāng)前構(gòu)形中的Cauchy應(yīng)力
4.5.3 初始構(gòu)形中的第一類Piola-Kirchhoff應(yīng)力(非對稱張量
4.5.4 初始構(gòu)形中的第二類Piola-Kirchhoff應(yīng)力(對稱張量
4.5.5 第二類Piola-Kirchhoff應(yīng)力張量的剛體轉(zhuǎn)動性質(zhì)
4.6 應(yīng)變及應(yīng)力的物質(zhì)導(dǎo)數(shù)
4.6.1 物質(zhì)導(dǎo)數(shù)
4.6.2 速度梯度與變形率
4.6.3 與剛體運動無關(guān)的Almansi本構(gòu)應(yīng)變速率
4.6.4 與剛體運動無關(guān)的Jaumann應(yīng)力率
4.7 有限變形情況下的本構(gòu)方程
4.7.1 Kirchhoff材料
4.7.2 超彈性材料
4.7.3 次彈性材料
4.7.4 彈塑性材料
4.7.5 黏性材料
4.8 有限變形的應(yīng)變及應(yīng)力表達(dá)式匯總
第5章 材料塑性行為的數(shù)值分析原理
5.1 線彈性問題求解的隱式算法與顯式算法
5.2 關(guān)于時間過程的隱式算法與顯式算法
5.2.1 時間離散過程的顯式算法格式
5.2.2 時間離散過程的隱式算法格式
5.2.3 關(guān)于時間離散格式的穩(wěn)定性
5.2.4 顯式算法與隱式算法的應(yīng)用范圍
5.3 塑性問題的非線性數(shù)值分析分類
5.4 一般彈性問題的變分原理
5.4.1 變分原理
5.4.2 虛功原理
5.5 彈塑性問題分析的虛功原理
5.5.1 塑性問題的增量方程
5.5.2 增量形式的虛功原理及有限元列式
5.6 剛塑性有限元分析原理
5.6.1 剛（黏）塑性問題的基本方程
5.6.2 求解剛塑性問題的一般變分原理
5.6.3 處理體積不可壓縮性的拉格朗日乘子法
5.6.4 處理體積不可壓縮性的罰函數(shù)法
5.6.5 考慮體積近可壓縮性的剛塑性問題變分原理
5.6.6 求解剛塑性問題的幾種方法比較
5.6.7 剛（黏）塑性問題的變分原理
5.6.8 剛塑性問題的有限元分析列式
5.6.9 剛性區(qū)的處理及初始速度場的確定
5.7 有限變形問題的虛功原理及有限元列式
5.7.1 基于當(dāng)前構(gòu)形的平衡關(guān)系及虛功原理
5.7.2 基于初始構(gòu)形的當(dāng)前平衡關(guān)系及虛功原理
5.7.3 有限變形分析的有限元列式
5.7.4 有限變形增量求解的TL方法
5.7.5 有限變形增量求解的UL方法
5.7.6 有限變形問題求解的Euler方法
5.8 數(shù)值積分中所出現(xiàn)問題的討論(剪切自鎖，沙漏
第6章 接觸問題非線性及其數(shù)值分析原理
6.1 接觸摩擦非線性：塑性成形中的摩擦行為
6.1.1 塑性成形中的摩擦及特點
6.1.2 經(jīng)典摩擦定律
6.1.3 塑性成形中的摩擦模型
6.1.4 接觸與摩擦的三個條件及表達(dá)式
6.1.5 非線性摩擦條件的光滑化處理
6.1.6 塑性成形中摩擦行為的試驗測試
6.2 接觸問題分析的虛功原理
6.3 接觸問題分析的拉格朗日乘子法
6.4 接觸問題分析的罰函數(shù)法
6.5 接觸問題分析的有限元列式
6.6 接觸問題有限元方程的求解方法
6.6.1 顯式算法
6.6.2 隱式算法
6.7 接觸問題分析中的單元形式與接觸的搜尋
第7章 金屬塑性變形研究的前沿領(lǐng)域
7.1 塑性變形的金屬力學(xué)基礎(chǔ)
7.1.1 金屬材料的結(jié)構(gòu)層次
7.1.2 金屬的晶體滑移系與Schmid因子
7.1.3 塑性加工過程中變形、溫度與組織的三場耦合
7.2 超塑性變形
7.2.1 超塑性變形現(xiàn)象
7.2.2 超塑性的力學(xué)特性
7.2.3 超塑性變形機(jī)理及影響因素
7.3 NiTi形狀記憶合金中的局部化變形與相變塑性行為研究
7.3.1 NiTi形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀
7.3.2 NiTi形狀記憶合金的熱-力耦合行為
7.3.3 形狀記憶合金耦合行為的原位多場測量方法
7.3.4 形狀記憶合金耦合行為的試驗結(jié)果
7.3.5 NiTi形狀記憶合金的本構(gòu)關(guān)系
7.4 晶體塑性及分析原理
7.4.1 晶體塑性的描述
7.4.2 晶體塑性的數(shù)值分析原理
7.4.3 單晶體塑性變形的數(shù)值模擬
7.4.4 多晶體塑性變形的試驗與數(shù)值模擬
參考文獻(xiàn)
索引
新書資訊