先进成形与智能技术

本书全面系统阐述了先进成形与智能技术的基本原理、基础知识、典型应用场景等内容，介绍了先进成形领域的发展方向。本书分为2篇，共10章。第1篇为先进成形技术，包括绪论、铸造成形技术、锻压成形技术、轧制成形技术、焊接成形技术、特种加工及增材制造技术6章内容。第2篇为智能技术，包括智能检测技术、金属成形过程智能控制技术、成形过程模拟仿真技术、数字孪生技术4章内容。 本书可作为高等学校涉及金属材料加工和智能制造的机械类及工科相关专业本科生和研究生的教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。

高等院校老师

前言 第1篇先进成形技术 第1章绪论/2 11材料成形技术的定义及分类/2 12材料成形技术的特点/4 13先进成形技术的发展趋势/6 14智能技术在成形中的发展趋势/7 第2章铸造成形技术/9 21铸造工艺基础/9 211液态合金的充型/9 212铸件的凝固与收缩/12 213铸造缺陷分析/13 214铸件质量分析/19 22砂型铸造/20 221造型方法的选择/20 222浇注位置和分型面的选择/22 223工艺参数的选择/24 224综合分析举例/26 23特种铸造/27 231熔模铸造/27 232金属型铸造/29 233压力铸造/31 24铸件结构工艺性/34 241铸造工艺对铸件结构的要求/34 242铸造性能对铸件结构的要求/36 25铸造技术的新进展/37 251定向凝固技术/37 252数字化无模铸造精密成形技术/41 253快速成形技术及其应用/42 思考题/44 第3章锻压成形技术/46 31塑性变形基础/46 311塑性变形对金属组织和性能的影响/46 312金属的可锻性/47 32锻造/50 321自由锻/50 322模锻/54 33板料冲压/58 331分离工序/59 332成形工序/61 333冲压模具/66 34锻压结构工艺性/67 341锻件结构工艺性/67 342冲压件结构工艺性/70 35锻压技术的新进展/72 思考题/77 第4章轧制成形技术/79 41轧制生产工艺/79 411中厚板生产工艺/79 412热轧带钢生产工艺/81 413冷轧带钢生产工艺/82 414型钢轧制生产工艺/84 415钢管轧制生产工艺/85 42轧制原理基础/85 421轧制变形区及其参数/85 422咬入条件及轧制过程的建立/87 423中性角的确定/88 424稳定轧制条件/89 425前滑和后滑的计算/91 43轧制压力的计算/92 431轧制压力的概念/92 432卡尔曼单位压力微分方程/93 433采利科夫单位压力公式/95 434勃兰特福特公式/98 435西姆斯公式/102 436斯通公式/103 44轧制成形技术的发展趋势/104 441极薄带特种轧制技术/104 442复合板轧制成形技术/107 443连铸连轧技术/108 思考题/111 第5章焊接成形技术/112 51焊接工艺基础/112 511焊接电弧/112 512焊接冶金过程/113 513焊接接头的组织与性能/114 514焊接应力与变形/115 515常用工程材料的焊接/118 52常用焊接工艺方法/123 521熔焊/123 522压焊/131 523钎焊/136 53焊接结构工艺性/137 531焊接结构材料和工艺的选择/137 532焊接接头的选择和设计/138 533焊缝的设计/139 534焊接热处理工艺规范/142 54焊接质量检验/142 541焊接缺陷与焊接缺欠/143 542焊接质量检验过程/143 543焊接质量检验方法/144 55焊接技术的新进展/145 551熔焊工艺新技术/145 552计算机数值模拟技术/146 553焊接机器人和智能化/147 554极端条件下焊接技术/148 思考题/149 第6章特种加工及增材制造技术/150 61电化学加工/150 611电解加工/151 612电沉积加工/156 62高能束流加工/159 621电子束加工/159 622激光加工/161 623离子束加工/163 63增材制造技术/166 631增材制造技术概述/166 632金属材料增材制造技术/167 633金属材料增材制造技术的应用/170 思考题/171 第2篇智 能 技 术 第7章智能检测技术/173 71无损检测概述/173 711无损检测的定义及内容/173 712无损检测方法及其选择/174 72视觉检测技术基础理论/175 721计算机视觉检测系统/175 722数字图像处理与计算机视觉技术基础理论/177 723视觉检测技术的应用案例/181 73超声检测技术基础理论/187 731超声波的基本性质/187 732超声检测的特点和方法/191 733超声检测技术的应用案例/195 74数字射线检测技术基础理论/199 741射线成像基础理论/199 742数字射线检测系统/202 743射线检测技术的应用案例/204 思考题/206 第8章金属成形过程智能控制技术/208 81智能制造系统与典型控制方法/208 811智能制造系统结构简介/208 812智能传感器功能与特点/209 813典型智能控制方法/211 82云计算与物联网技术/222 821云计算和云服务技术/222 822物联网技术/223 83金属成形智能控制典型应用/224 831铸造成形过程中的PID控制/224 832快速自由锻液压机的智能控制/227 833轧制成形过程中的智能控制/229 834焊接过程中的智能控制/235 思考题/237 第9章成形过程模拟仿真技术/238 91成形过程建模方法/238 911塑性变形问题描述/239 912滑移线场法/242 913主应力法/244 914有限元法/247 92成形过程计算机模拟/251 921塑性成形计算机模拟软件/251 922塑性成形模拟基本过程/252 923计算精度的提高及工艺优化/260 93有限元仿真在金属成形中的应用/262 931有限元仿真在铸造成形中的应用/262 932有限元仿真在锻造成形中的应用/262 933有限元仿真在焊接成形中的应用/263 934有限元仿真在轧制成形中的应用/264 935国产有限元仿真分析软件介绍/264 思考题/266 第10章数字孪生技术/268 101数字孪生的发展/268 1011物理孪生和数字孪生/268 1012数字孪生的概念/269 1013数字孪生的特征/270 1014数字孪生体的生命周期/272 1015数字孪生的发展/273 102数字孪生的相关技术/275 1021虚拟建模/275 1022虚拟制造/276 1023虚拟映射/277 1024新型信息技术/277 103基于工业互联网的数字孪生车间/278 1031数字孪生车间构建的总体设计/278 1032数字孪生车间构建的实现方案/280 104数字孪生与黑灯工厂/284 1041黑灯工厂的发展/284 1042数字孪生黑灯工厂的建设目标/284 1043数字孪生下的黑灯工厂建设规划/285 1044实现数字孪生下的黑灯工厂技术路线/286 1045构建数字孪生下的黑灯工厂现实意义/287 105数字孪生技术在先进成形中的实际案例/287 1051超塑成形工艺的数字孪生系统/288 1052熔模铸件尺寸控制的数字孪生建模关键技术/289 1053板带材生产全流程数字孪生系统/291 思考题/292 参考文献/293