上海交通大学研究生院 研究生课程教学大纲（Syllabus） 课程代码 Course Code MSE9311 *学时 Teaching Hours 48 *学分 Credits 3 *课程名称 Course Name （中文 Chinese）塑性成形过程的仿真理论与系统分析 （英文 English）Simulation Theory and System Analysis of Metal Forming Process *授课语言 Instruction Language 中文 Chinese *开课院系 School 050 材料科学与工程学院（School of Material Science and Engineering） 先修课程 Prerequisite 授课教师 Instructors 姓名 Name 职称 Title 单位 Department 联系方式 E-mail 陈军（CHEN Jun） 教授（Professor） 材料科学与工程学院 （School of Materials Science and Engineering） jun_chen@sjtu.e du.cn 胡启（HU Qi） 副教授（Associate professor） 材料科学与工程学院 （School of Materials Science and Engineering） victor.hu@sjtu.e du.cn *课程简介（中 文）Course Description 课程介绍：本课程主要介绍金属塑性成形数值仿真涉及的塑性力学模型、基于形变 理论和流动理论的变分原理、小变形弹塑性有限元法、大变形弹塑性有限元法、刚 (粘)塑性有限元法的基本理论、基本方程、塑性成形有限元数值仿真软件系统实现 的关键技术问题与处理方法、弹塑性有限元和刚塑性有限元工业应用。是从事金属 塑性成形数值仿真研究的重要基础课程。 教学目标：（1）了解塑性成形过程数值仿真的不同方法和数学力学基础；（2）掌握 弹塑性有限元法和刚塑性有限元法的基本理论；（3）了解各种力学模型参数确定的 实验方法；（4）了解该领域目前的技术现状和发展趋势；（5）具备运用典型数值仿 真软件模拟塑性成形过程的能力。 *课程简介 （English） Course Description Course introduction: In this course, we will introduce plasticity models, deformation theory based variational principle, flow theory based variational principle, small deformation based elasto-plastic FEM, large deformation based elasto-plastic FEM, rigid plastic FEM, the key technologies for the implementation of numerical simulation, engineering applications of numerical simulations by elasto-plastic FEM and rigid-plastic FEM. This course is an important fundamental course for numerical simulation of metal forming processes. Course objectives: (1) Understand different methods for metal forming process numerical simulation and relevant fundamentals of mathematics and mechanics; (2) Grasp the fundamental theories of elasto-plastic FEM and rigid-plastic FEM; (3) Understand the plasticity models and the methods to determine their parameters; (4) Get to know the state-of-the-art about metal forming process numerical simulation and the future trends; (5) Build the capability to use commercial software tools for metal forming process numerical simulation. *教学安排 Schedules 教学内容 Content 授课学时 Hours 教学方式 Format 授课教师 Instructor
上海交通大学研究生院 第 1 章、材料加工和数值仿真基础、背景 （ Chapter 1 ： Background of metal forming technologies and fundamentals of numerical simulation） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 2 章、塑性形变理论与流动理论的变分原 理 （ Chapter 2 ： Calculus of variations about plastic deformation and flow law） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 3 章、小变形弹塑性有限元法（Chapter 3： Small deformation theory-based elasto-plastic finite element method） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 4 章、大变形弹塑性有限元法（Chapter 4： Finite deformation theory-based elasto-plastic finite element method） 6 课堂授课 +讨论 陈军 第 5 章、刚（粘）塑性有限元法（Chapter 5： Rigid visco-plastic finite element method） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 6 章、塑性变形的力学模型与参数确定 I （Chapter 6：Flow stress model, forming limit curve and parameter calibrations） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 6 章、塑性变形的力学模型与参数确定 II （Chapter 6：Yield function, hardening model, and ductile fracture criterion and parameter calibrations） 3 课堂授课 +讨论 胡启 第 7 章、仿真系统结构的分析与二次开发 （Chapter 7：Framework of numerical simulation system and advanced development） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 8 章、刚塑性有限元数值仿真实现的关键 技 术（ Chapter 8： Key technologies for rigid visco-plastic FEM implementation） 6 课堂授课 +讨论 陈军 第 9 章、大变形弹塑性有限元数值仿真实现 的关键技术（Chapter 9：Key technologies for elasto-plastic FEM implementations） 6 课堂授课 +讨论 陈军 第 10 章、金属体积成形过程的数值仿真应用 （Chapter 10：Numerical simulation applications of rigid visco-plastic FEM） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 11 章、金属板料成形过程的数值仿真应用 （Chapter 11：Numerical simulation applications of elasto-plastic FEM） 3 课堂授课 +讨论 陈军 第 12 章、塑性加工仿真的方法与技术前沿问 题（Chapter 12：Cutting edge questions on metal forming technologies and numerical simulation） 3 课堂授课 +讨论 陈军
上海交通大学研究生院 *考核方式 Grading Policy 考核：授课最后一周，每人做一个 10-15 分钟的学术报告，报告应与所授课程的内 容有关。授课结束后，要求完成 1 篇与本门课程内容有关的综述报告或针对具体成 形工艺数值仿真的学术报告。（Grading: In the last week, each student shall make a 10-15 minutes presentation related with the course. After the course is finished, each student shall submit an review report or an academic report/article related with the course within 2 months.） *教材或参考 资料 Textbooks & References [1] 彭颖红，1999，金属塑性成形仿真技术，上海交通大学出版社. [2] 乔端、钱仁根，1990，非线性有限元法及其在塑性加工中的应用，冶金工业出 版社. [3] 吕丽萍，1989，有限元法及其在锻压工程中的应用，西北工业大学出版社. [4] 陈如欣、胡忠民，1989，塑性有限元法及其在金属成形中的应用，重庆大学出 版社. [5] 钟志华、李光耀，1997，薄板冲压成型过程的计算机仿真与应用，北京理工大 学出版社. [6] 林忠钦，2005，车身覆盖件冲压成形仿真，机械工业出版社. [7] 蒋友谅，1988，非线性有限元法，北京工业学院出版社. [8] S. Kobayashi, S.I. Oh, T. Altan. 1989, Metal Forming and the Finite Element Method, Oxford University Press. [9] J. Hallquist, 2006, LS-Dyna Theory Manual, www.lstc.com. [1] PENG Yinghong, 1999, Numerical Simulation Technologies for Metal Forming Processes, Shanghai Jiao Tong University Press. [2] QIAO Duan and QIAN Rengen, 1990, Nonlinear Finite Element Method and Its Applications in Plastic Forming, Metallurgical Industry Press. [3] LV Liping, 1989, Finite Element Method and Its Applications in Forging Process, Northwestern Polytechnical University Press. [4] CHEN Ruxin, HU Zhongmin, 1989, Plastic Finite Element Method and Its Applications in Metal Forming Processes, Chongqing University Press. [5] ZHONG Zhihua, LI Guangyao, 1997, Computer Simulation and Application of Sheet Metal Forming Process, Beijing University of Technology Press. [6] LIN Zhongqin, 2005, Numerical Simulation of Auto Panel Stamping Processes, Mechanical Engineering Press. [7] JIANG Youliang, 1988, Nonlinear Finite Element Method, Beijing Institute of Technology Press. [8] S. Kobayashi, S.I. Oh, T. Altan. Metal Forming and the Finite Element Method, Oxford University Press, 1989. [9] J. Hallquist, LS-Dyna Theory Manual, www.lstc.com, 2006. 备注 Notes 备注说明： 1．带*内容为必填项； 2．课程简介字数为 300-500 字；教学内容、进度安排等以表述清楚教学安排为宜，字
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