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本書全面系統(tǒng)闡述了先進(jìn)成形與智能技術(shù)的基本原理、基礎(chǔ)知識、典型應(yīng)用場景等內(nèi)容，介紹了先進(jìn)成形領(lǐng)域的發(fā)展方向。本書分為2篇，共10章。第1篇為先進(jìn)成形技術(shù)，包括緒論、鑄造成形技術(shù)、鍛壓成形技術(shù)、軋制成形技術(shù)、焊接成形技術(shù)、特種加工及增材制造技術(shù)6章內(nèi)容。第2篇為智能技術(shù)，包括智能檢測技術(shù)、金屬成形過程智能控制技術(shù)、成形過程模擬仿真技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)4章內(nèi)容。
本書可作為高等學(xué)校涉及金屬材料加工和智能制造的機(jī)械類及工科相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。

材料成形技術(shù)在保障我國重大工程裝備制造的自主化以及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級與高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。材料成形技術(shù)有著數(shù)千年的發(fā)展歷史，隨著科技的進(jìn)步、新材料的不斷出現(xiàn)和對成形零件性能要求的不斷提升，成形技術(shù)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一大批具有特殊成形機(jī)理和特殊成形方式的先進(jìn)技術(shù)，為傳統(tǒng)的成形制造賦予了新的內(nèi)涵。智能技術(shù)在質(zhì)量檢測、成形過程控制、成形仿真模擬和數(shù)字孿生等方面得到了廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步助力先進(jìn)成形技術(shù)向著高精度、高效率和高質(zhì)量的方向不斷發(fā)展。
在新工科建設(shè)的引領(lǐng)下，成形技術(shù)與智能技術(shù)的深度融合已成為發(fā)展趨勢，然而當(dāng)前的成形技術(shù)教材大多圍繞成形工藝進(jìn)行介紹，還未有較為全面地涉及成形領(lǐng)域中眾多成形加工方式及其智能技術(shù)的知識架構(gòu)與發(fā)展趨勢。因此，本書編寫的目的是將先進(jìn)成形技術(shù)與智能技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從智能的視角來介紹先進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展方向。本書的主要特點(diǎn)如下：
（1）知識結(jié)構(gòu)體系完整。本書分為先進(jìn)成形技術(shù)和智能技術(shù)兩個(gè)篇章。在先進(jìn)成形技術(shù)篇，對鑄造成形技術(shù)、鍛壓成形技術(shù)、軋制成形技術(shù)、焊接成形技術(shù)、特種加工及增材制造技術(shù)進(jìn)行介紹，各個(gè)章節(jié)內(nèi)既保留了成形基礎(chǔ)知識和典型工藝，又融合了相關(guān)成形領(lǐng)域的最新進(jìn)展。在智能技術(shù)篇，圍繞智能技術(shù)的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和工程應(yīng)用展開介紹，讓讀者對先進(jìn)成形與智能技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)有一個(gè)清晰的認(rèn)識。
（2）緊密結(jié)合工程實(shí)踐。結(jié)合編者的科研、生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在先進(jìn)成形篇的各章中總結(jié)了先進(jìn)成形技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，并對典型的生產(chǎn)線進(jìn)行了介紹。在智能技術(shù)篇中分別從智能檢測、智能控制、模擬仿真和數(shù)字孿生四個(gè)視角，闡述智能技術(shù)在成形領(lǐng)域的實(shí)際工程應(yīng)用，增強(qiáng)讀者的工程概念和實(shí)踐認(rèn)知。
（3）緊跟領(lǐng)域發(fā)展前沿。在傳統(tǒng)成形技術(shù)基礎(chǔ)上，先進(jìn)成形技術(shù)發(fā)展出了新的機(jī)理、成形工藝和應(yīng)用場景，進(jìn)一步拓寬了成形技術(shù)的知識體系。在智能制造和工業(yè)40的牽引下，以智能檢測、智能控制、模擬仿真和數(shù)字孿生為代表的智能技術(shù)已成為先進(jìn)成形領(lǐng)域中的重要發(fā)展方向。書中所呈現(xiàn)的先進(jìn)成形技術(shù)、智能技術(shù)和實(shí)踐案例均源于前沿研究成果和工程應(yīng)用，代表當(dāng)前先進(jìn)成形技術(shù)的新方向和成就，為讀者對該領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的認(rèn)知提供有益參考。
本書結(jié)合作者多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，由黃慶學(xué)教授和王濤教授擔(dān)任主編。參加編寫的人員來自太原理工大學(xué)，具體分工為：王濤教授編寫第1章；韓建超副教授編寫第2章；劉元銘副教授編寫第3章；任忠凱副研究員編寫第4章；張婷婷副研究員編寫第5章；牛小淼講師編寫第6章；杜旺哲講師編寫第7章；劉亞星助理研究員編寫第8章；王振華副研究員編寫第9章；張彥杰助理研究員編寫第10章。全書由黃慶學(xué)教授和王濤教授統(tǒng)稿。
在編寫過程中，作者參考了國內(nèi)外出版的有關(guān)教材和大量文獻(xiàn)資料，在此一并表示衷心的感謝。由于涉及內(nèi)容繁多，限于編者學(xué)識和經(jīng)驗(yàn)，本書難免存在疏漏之處，望讀者不吝賜教。
編者

前言
第1篇先進(jìn)成形技術(shù)
第1章緒論/2
11材料成形技術(shù)的定義及分類/2
12材料成形技術(shù)的特點(diǎn)/4
13先進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展趨勢/6
14智能技術(shù)在成形中的發(fā)展趨勢/7
第2章鑄造成形技術(shù)/9
21鑄造工藝基礎(chǔ)/9
211液態(tài)合金的充型/9
212鑄件的凝固與收縮/12
213鑄造缺陷分析/13
214鑄件質(zhì)量分析/19
22砂型鑄造/20
221造型方法的選擇/20
222澆注位置和分型面的選擇/22
223工藝參數(shù)的選擇/24
224綜合分析舉例/26
23特種鑄造/27
231熔模鑄造/27
232金屬型鑄造/29
233壓力鑄造/31
24鑄件結(jié)構(gòu)工藝性/34
241鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求/34
242鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求/36
25鑄造技術(shù)的新進(jìn)展/37
251定向凝固技術(shù)/37
252數(shù)字化無模鑄造精密成形技術(shù)/41
253快速成形技術(shù)及其應(yīng)用/42
思考題/44
第3章鍛壓成形技術(shù)/46
31塑性變形基礎(chǔ)/46
311塑性變形對金屬組織和性能的影響/46
312金屬的可鍛性/47
32鍛造/50
321自由鍛/50
322模鍛/54
33板料沖壓/58
331分離工序/59
332成形工序/61
333沖壓模具/66
34鍛壓結(jié)構(gòu)工藝性/67
341鍛件結(jié)構(gòu)工藝性/67
342沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性/70
35鍛壓技術(shù)的新進(jìn)展/72
思考題/77
第4章軋制成形技術(shù)/79
41軋制生產(chǎn)工藝/79
411中厚板生產(chǎn)工藝/79
412熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝/81
413冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝/82
414型鋼軋制生產(chǎn)工藝/84
415鋼管軋制生產(chǎn)工藝/85
42軋制原理基礎(chǔ)/85
421軋制變形區(qū)及其參數(shù)/85
422咬入條件及軋制過程的建立/87
423中性角的確定/88
424穩(wěn)定軋制條件/89
425前滑和后滑的計(jì)算/91
43軋制壓力的計(jì)算/92
431軋制壓力的概念/92
432卡爾曼單位壓力微分方程/93
433采利科夫單位壓力公式/95
434勃蘭特福特公式/98
435西姆斯公式/102
436斯通公式/103
44軋制成形技術(shù)的發(fā)展趨勢/104
441極薄帶特種軋制技術(shù)/104
442復(fù)合板軋制成形技術(shù)/107
443連鑄連軋技術(shù)/108
思考題/111
第5章焊接成形技術(shù)/112
51焊接工藝基礎(chǔ)/112
511焊接電弧/112
512焊接冶金過程/113
513焊接接頭的組織與性能/114
514焊接應(yīng)力與變形/115
515常用工程材料的焊接/118
52常用焊接工藝方法/123
521熔焊/123
522壓焊/131
523釬焊/136
53焊接結(jié)構(gòu)工藝性/137
531焊接結(jié)構(gòu)材料和工藝的選擇/137
532焊接接頭的選擇和設(shè)計(jì)/138
533焊縫的設(shè)計(jì)/139
534焊接熱處理工藝規(guī)范/142
54焊接質(zhì)量檢驗(yàn)/142
541焊接缺陷與焊接缺欠/143
542焊接質(zhì)量檢驗(yàn)過程/143
543焊接質(zhì)量檢驗(yàn)方法/144
55焊接技術(shù)的新進(jìn)展/145
551熔焊工藝新技術(shù)/145
552計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)/146
553焊接機(jī)器人和智能化/147
554極端條件下焊接技術(shù)/148
思考題/149
第6章特種加工及增材制造技術(shù)/150
61電化學(xué)加工/150
611電解加工/151
612電沉積加工/156
62高能束流加工/159
621電子束加工/159
622激光加工/161
623離子束加工/163
63增材制造技術(shù)/166
631增材制造技術(shù)概述/166
632金屬材料增材制造技術(shù)/167
633金屬材料增材制造技術(shù)的應(yīng)用/170
思考題/171
第2篇智能技術(shù)
第7章智能檢測技術(shù)/173
71無損檢測概述/173
711無損檢測的定義及內(nèi)容/173
712無損檢測方法及其選擇/174
72視覺檢測技術(shù)基礎(chǔ)理論/175
721計(jì)算機(jī)視覺檢測系統(tǒng)/175
722數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)基礎(chǔ)理論/177
723視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用案例/181
73超聲檢測技術(shù)基礎(chǔ)理論/187
731超聲波的基本性質(zhì)/187
732超聲檢測的特點(diǎn)和方法/191
733超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用案例/195
74數(shù)字射線檢測技術(shù)基礎(chǔ)理論/199
741射線成像基礎(chǔ)理論/199
742數(shù)字射線檢測系統(tǒng)/202
743射線檢測技術(shù)的應(yīng)用案例/204
思考題/206
第8章金屬成形過程智能控制技術(shù)/208
81智能制造系統(tǒng)與典型控制方法/208
811智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介/208
812智能傳感器功能與特點(diǎn)/209
813典型智能控制方法/211
82云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)/222
821云計(jì)算和云服務(wù)技術(shù)/222
822物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)/223
83金屬成形智能控制典型應(yīng)用/224
831鑄造成形過程中的PID控制/224
832快速自由鍛液壓機(jī)的智能控制/227
833軋制成形過程中的智能控制/229
834焊接過程中的智能控制/235
思考題/237
第9章成形過程模擬仿真技術(shù)/238
91成形過程建模方法/238
911塑性變形問題描述/239
912滑移線場法/242
913主應(yīng)力法/244
914有限元法/247
92成形過程計(jì)算機(jī)模擬/251
921塑性成形計(jì)算機(jī)模擬軟件/251
922塑性成形模擬基本過程/252
923計(jì)算精度的提高及工藝優(yōu)化/260
93有限元仿真在金屬成形中的應(yīng)用/262
931有限元仿真在鑄造成形中的應(yīng)用/262
932有限元仿

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