材料成形工艺 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:张彦华

出品人:

页数:367

译者:

出版时间:2008-2

价格:29.30元

装帧:

isbn号码:9787040230031

丛书系列:

图书标签:

• 材料成形
• 成形工艺
• 金属成形
• 塑料成形
• 铸造
• 锻造
• 冲压
• 挤压
• 粉末冶金
• 材料科学

现代先进制造技术与前沿应用 图书简介 本书深入探讨了当代制造业领域的核心理论、关键技术及其在不同工业部门的前沿应用。全书围绕“智能制造”、“绿色制造”和“高端制造”三大主线展开，旨在为工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术图景。 第一部分：智能制造与数字化转型 第一章：工业4.0与智能工厂的构建 本章首先界定了工业4.0的内涵及其在全球范围内的发展趋势，重点分析了智能工厂的系统架构，包括感知层、网络层、平台层和应用层。详细阐述了物联网（IoT）在工业环境中的部署策略，包括传感器技术、边缘计算与数据采集的挑战与解决方案。探讨了数字孪生（Digital Twin）技术在设备建模、工艺优化及预测性维护中的核心作用。通过多个案例研究，展示了如何利用数字化工具实现生产流程的透明化和柔性化。 第二章：先进数据分析与机器学习在制造中的应用 本章聚焦于如何将海量制造数据转化为可执行的洞察。内容涵盖了数据预处理、特征工程在质量控制中的应用。重点介绍了监督学习（如分类和回归模型）在缺陷识别和良率预测中的实践。无监督学习（如聚类分析）则被应用于工艺参数的优化和异常模式的发现。此外，探讨了深度学习，特别是卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）在复杂图像识别和时间序列分析中的最新突破，例如对振动信号的实时故障诊断。强调了模型可解释性（XAI）在工业决策中的重要性。 第三章：人机协作与机器人技术 本章系统介绍了新一代工业机器人的发展方向，重点关注了协作机器人（Cobots）的设计原则、安全标准及编程接口。深入分析了力/力矩传感器、视觉系统（2D/3D视觉）和触觉反馈技术在实现高精度人机交互中的关键技术。讨论了先进运动规划算法（如基于采样的规划和优化方法）如何提高机器人在非结构化环境下的适应性。此外，本章还涵盖了移动机器人（AMR）在智能仓储和物流中的集成方案，以及人机界面（HMI）的未来发展趋势，特别是增强现实（AR）和虚拟现实（VR）在操作指导和远程维护中的应用。 第二部分：绿色制造与可持续发展 第四章：增材制造（3D打印）的工业化与材料科学 本章全面回顾了主流增材制造技术，包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、光固化（SLA/DLP）以及材料喷射技术。重点深入探讨了关键的工艺参数对最终部件微观结构、残余应力和力学性能的影响机制。针对高价值材料如超高强度钢、镍基高温合金和功能梯度材料（FGM）的增材制造挑战进行了详细分析，包括粉末特性、烧结动力学和后处理技术（如热等静压HIP）。同时，讨论了增材制造在复杂几何设计和供应链简化方面的经济效益和环境优势。 第五章：先进材料的制备与性能表征 本章聚焦于服务于尖端工业应用的新型功能材料。详细介绍了纳米结构材料（如高熵合金、金属玻璃）的制备方法，如快速凝固技术和球磨技术。深入分析了先进陶瓷材料（如SiC、氮化硅）的高温性能和断裂韧性提升策略。对于复合材料，本章着重探讨了纤维增强复合材料（FRC）的界面优化、层合结构的设计准则，以及非破坏性检测（NDT）技术（如超声波、相控阵）在评估其内部缺陷方面的最新进展。 第六章：面向可持续性的制造系统设计 本章探讨了如何在产品全生命周期内实现资源效率的最大化。内容包括生命周期评估（LCA）方法论及其在设计阶段的应用。深入研究了闭环回收技术，特别是针对稀有金属和关键战略材料的有效分离与提纯工艺。讨论了能源优化策略，如利用人工智能算法实时调度生产负荷以匹配可再生能源的供应波动。此外，还涉及了低挥发性有机化合物（VOC）和水基清洗技术在精密零部件加工中的推广应用。 第三部分：高端精密制造与过程控制 第七章：超精密加工技术与误差补偿 本章专注于实现纳米级和亚微米级加工精度的理论基础和工程实现。详细分析了在车削、铣削和磨削过程中，受热变形、机床振动、刀具磨损和夹紧力等因素导致的误差源。重点介绍了主动式隔振系统、纳米级进给驱动技术和误差补偿算法（如基于模型的补偿和基于测量的实时补偿）。针对光学元件和微机电系统（MEMS）的加工，本章介绍了离子束抛光、磁流变抛光（MRF）等尖端表面修饰技术及其对表面粗糙度、形位公差的严格控制。 第八章：先进连接技术与固接工艺 本章系统研究了现代工程结构中对高可靠性连接的需求。详细对比了不同焊接方法（如激光深熔焊、搅拌摩擦焊、电子束焊）的热影响区（HAZ）特性、残余应力分布及接头强度。针对异种材料连接，深入探讨了扩散连接、爆炸焊和基于粘接剂的混合连接方案，分析了界面反应动力学和机械性能的耦合关系。对于电子封装和微连接，本章阐述了超声波键合、热压焊等技术在微电子器件制造中的应用挑战与控制要点。 第九章：复杂系统建模与过程控制 本章提供了理解和控制复杂制造过程的理论框架。内容涵盖了多变量过程控制（MPC）在优化动态系统性能中的应用，重点在于处理约束条件和预测模型的不确定性。介绍了基于模型辨识的自适应控制策略，以应对材料属性和环境变化的动态影响。此外，本章还包括了对系统可靠性工程的探讨，如故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）在识别关键失效路径中的应用，以及如何通过冗余设计提高制造系统的鲁棒性。 全书通过严谨的理论推导、丰富的工程实例和前沿的研究视角，旨在培养读者解决复杂制造难题的系统思维和创新能力，推动我国制造业向更高质量、更有效率和更可持续的方向发展。

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