材料成型设备与计算机控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:刘立君

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:24.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505396210

丛书系列:

图书标签:

• 材料成型
• 成型设备
• 计算机控制
• 自动化技术
• 机械工程
• 制造技术
• 工业自动化
• 模具技术
• 数控技术
• 精密制造

现代精密制造中的先进材料加工工艺与智能控制系统 本书籍旨在深入探讨当代制造业中对复杂功能材料的精确成型、改性与高性能化处理技术，并结合前沿的工业物联网（IIoT）、人工智能（AI）与数字化孪生（Digital Twin）技术，构建支撑未来智能工厂的先进制造系统。 本书重点聚焦于材料科学与工程交叉领域的前沿进展，特别是在高精度、高效率、低能耗制造背景下的工艺创新与系统集成。 --- 第一部分：高性能材料的特种成型技术与物理机制 本部分将系统梳理面向航空航天、新能源、生物医学等尖端领域所需的高性能、异构及复合材料的特种成型方法，深入剖析其背后的物理、化学与力学过程，以期实现对材料微观结构与宏观性能的精准调控。 第一章：增材制造（Additive Manufacturing, AM）的深层机理与工艺优化 本章详述了金属、陶瓷及高分子材料在不同增材制造技术（如选区激光熔化SLM、电子束熔化EBM、粘合剂喷射BJ、定向能量沉积DED等）中的材料行为。重点分析了增材制造过程中面临的关键挑战，包括残余应力控制、孔隙率的形成与消除、熔池动力学监控、以及热影响区（HAZ）的微观组织演变规律。此外，将介绍面向特定性能（如超高韧性、超高耐热性）的材料设计与工艺参数的反向工程方法。 第二章：复杂塑性加工与高能场辅助成型 探讨传统塑性加工（锻造、轧制、挤压）在面对新型难变形合金（如高熵合金、超高强度钢）时的局限性，并引入高能场辅助成型技术。内容涵盖超塑性变形机制、梯度材料的温/应变速率控制、以及利用电磁力、超声波或脉冲放电技术对材料内部晶界结构和织构的定向影响，从而实现性能的梯度分布制造。 第三章：薄膜与涂层技术的精密沉积 本章聚焦于功能性薄膜（如光电、电学、耐磨涂层）的原子层/分子层精确沉积技术。详细阐述了物理气相沉积（PVD，包括磁控溅射、电子束蒸发）和化学气相沉积（CVD，包括等离子体增强CVD PECVD）的反应动力学、等离子体诊断与薄膜应力分析。特别关注超薄、多层异质结结构的界面控制及其对器件性能的影响。 第四章：先进复合材料的界面控制与结构集成 针对碳纤维增强复合材料（CFRP）、金属基复合材料（MMC）及陶瓷基复合材料（CMC），深入研究纤维/基体界面的化学键合、脱粘与断裂韧性。内容包括树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂灌注（VARI）等工艺中的流动前沿预测，以及通过原位反应或界面涂覆技术来提升复合材料的长期服役可靠性。 --- 第二部分：制造系统的数字化、智能化与实时反馈控制 本部分将视角从材料本体转向加工系统，探讨如何利用现代信息技术构建高可靠性、自适应的精密制造控制架构，实现从设计到成品的全生命周期数据驱动优化。 第五章：制造过程的传感、数据采集与特征提取 阐述在高速、高热流密度加工环境中获取有效过程信息的技术路径。内容包括：非接触式温度测量（红外热像仪、光谱辐射计）、内应力与形变在线监测（X射线衍射、声发射）、以及高频力学信号的处理。重点介绍如何利用先进的信号处理技术（如小波分析、经验模态分解EMD）从海量噪声数据中提取与工艺质量直接相关的物理特征量。 第六章：基于模型的物理仿真与工艺参数优化 介绍多尺度、多物理场耦合仿真在成型工艺预测中的应用。涵盖有限元法（FEM）在宏观变形、热-力耦合分析中的实施细节，以及元动力学（MD）模拟对微观材料行为（如位错运动、晶核形成）的辅助作用。论述如何建立“正向模型”（预测结果）与“反向模型”（反推最优参数）的集成框架，以最小化试错成本。 第七章：工业物联网（IIoT）架构下的数据集成与互操作性 构建面向制造设备的统一数据标准和通信协议（如OPC UA、MQTT）。本章详细介绍了如何设计低延迟、高带宽的边缘计算架构，实现对多台异构设备的实时数据汇聚与清洗。探讨数据湖在制造领域中的构建思路，以及如何确保数据的可追溯性和安全性。 第八章：自适应与预测性控制策略 这是本书的核心控制章节。重点研究如何从传统的开环或PID控制转向基于模型预测控制（MPC）和强化学习（RL）的自适应控制。讨论如何利用传感器反馈实时修正加工路径、能量输入或环境参数，以应对材料批次差异或环境波动。引入基于数字孪生（Digital Twin）的“虚拟试错”平台，用于在线验证和部署新的控制算法，确保制造过程始终处于最优性能区间。 第九章：质量保证与缺陷的智能诊断 介绍基于深度学习（如卷积神经网络CNN、循环神经网络RNN）的在线质量检测系统。内容包括图像识别在表面缺陷（裂纹、未熔合、夹渣）检测中的应用，以及利用时间序列分析（LSTM）对声发射或振动信号进行异常模式识别，实现对潜在故障或产品退化的早期预警。强调“缺陷溯源”的闭环机制，即将诊断结果反馈至工艺控制模块，实现预防性制造。 --- 第十章：未来制造系统的集成与可持续性挑战 本书末章将展望面向“工业4.0”及未来的制造系统形态。探讨如何将材料基因工程（MGI）的理念融入制造流程，实现材料设计与制造的协同优化。同时，分析可持续制造的挑战，包括增材制造的能源效率、循环利用技术中材料性能的退化评估，以及如何通过智能控制系统降低废品率和资源消耗。本书籍旨在为从事先进制造、材料科学研究及工程应用的高级人才提供一套系统化、前瞻性的知识框架。

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我对这本书的印象是，它的重点似乎完全偏向于设备结构和工艺参数的优化，而非信息技术的集成应用。翻阅全书，关于数字化孪生、边缘计算在成型过程中的应用，或者如何构建一个实时数据驱动的质量追溯系统，几乎没有涉及。这让这本书给我的感觉像是一个“时间胶囊”，它完美地记录了上世纪末本世纪初材料成型领域的技术巅峰状态。比如，它详细描述了不同类型模具的冷却液循环系统设计，以及如何通过监测油压来判断模具内部的应力分布，这些都是非常宝贵的经验知识。但是，当今制造业都在强调数据驱动决策，而这本书似乎停在了“数据采集”和“基础反馈”的层面，对于如何将这些数据转化为可操作的智能决策，着墨甚少。如果出版社能出续篇，重点补充现代数字孪生在模具设计和过程仿真中的应用，那将会是一套非常完整的体系。

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读完这本书，我的第一感受是，这套书的编写者显然对材料科学和机械制造有着深厚的积累，结构组织得极其严谨，逻辑链条清晰得像一个设计精密的工装夹具。每一个章节的过渡都非常自然，从材料的预处理到最终成型的过程控制，形成了一个完整的知识体系。尤其在涉及复杂热力学和流变学理论推导时，作者的处理方式非常学术化，引用了大量的经典文献和实验数据来支撑结论，这使得内容极具说服力。不过，这种严谨性也带来了一个副作用：可读性稍显不足。对于那些需要快速掌握特定技术点，或者希望通过案例学习来理解复杂概念的工程人员来说，书中大量的公式推导和理论铺陈，可能会让人在实际应用层面感到有些吃力，需要花费大量时间去消化那些理论基础。它更适合作为高校的教材或研究所的案头工具书，用于打牢理论基础，而不是快速解决现场问题的操作手册。

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这本书的装帧和排版，老实讲，有点不符合现代读者的阅读习惯。字体偏小，图表也大多是黑白线条图，看起来比较费力，特别是那些复杂的机械结构剖视图，如果能配上高清彩色的爆炸图或者三维渲染图，理解起来会轻松很多。不过，瑕不掩瑜，书中对于不同材料（如高强钢、铝合金、复合材料）在特定成型工艺下的“临界窗口”分析，做得非常到位。它清晰地指出了在哪些温度、速度、压力组合下，材料的塑性变形会失控，导致缺陷产生。这种对工艺窗口的精确界定，是任何自动化软件都无法轻易替代的经验总结。阅读过程中，我感觉自己不是在读一本技术书，更像是在和一位经验丰富的高级工程师对话，听他传授几十年积累下来的“手感”和“直觉”，只不过这些经验被转化成了清晰的数学模型和操作指南。总而言之，这是一本需要静下心来，带着笔和计算器去研读的经典之作。

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我是在一个项目瓶颈期偶然接触到这本《材料成型设备与计算机控制技术》的，当时我们正在尝试提高冲压件的精度和稳定性。坦白说，这本书对“计算机控制技术”的解读角度非常独特，它没有沉湎于最新的传感器技术或复杂的AI算法，而是深入探讨了如何利用传统的PLC和运动控制器，通过优化反馈回路和时间序列控制，来精确补偿设备因热胀冷缩或机械磨损带来的误差。这种“向内挖掘”的思路非常务实。书中提供的那些关于“刚度匹配”和“消除振动耦合”的章节，虽然没有提到最新的物联网架构，但对于解决实际生产线上的精度漂移问题，简直是雪中送炭。它教会我的是如何用最成熟的技术，通过精妙的控制策略，把老旧设备发挥出接近现代化的性能。这本书最大的价值在于，它教会我“控制的本质是优化和补偿”，而不是盲目堆砌最新的硬件。

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这本《材料成型设备与计算机控制技术》的封面设计得非常专业，色彩搭配沉稳大气，一看就知道内容是偏向硬核技术的。我原本是抱着了解新技术的期待打开这本书的，但很快我就发现，它似乎更侧重于对传统材料成型工艺的深入剖析，比如铸造、锻造、冲压这些基础环节。书中对各种设备的工作原理讲解得非常详尽，图文并茂，对于初学者来说，建立起对机械操作的宏观认识很有帮助。然而，当我翻到关于“计算机控制技术”的部分时，期待值就有点落空了。这部分内容更像是对现有数控系统的简单介绍和一些基础的编程概念阐述，缺乏对前沿的智能制造、工业互联网或者更复杂的自适应控制算法的探讨。整体来看，它更像是一本扎实的机械制造工艺教材，而非一本紧跟信息技术革命的现代工业技术参考书。如果只是想系统学习传统成型设备的操作和维护，这本书无疑是合格的，但对于追求数字化转型和智能控制的读者来说，可能会觉得深度不够，信息略显滞后。

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