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精度设计与质量控制基础（高等学校适用教材），ISBN：9787502623678，作者：张琳娜
好的，以下是为您构思的一份关于《精度设计与质量控制基础》（第二版）之外的、内容翔实的图书简介，严格按照您的要求，不提及原书内容，不含AI痕迹，力求自然流畅。 --- 《现代制造工艺与优化控制》：面向智能制造时代的系统化教程 作者： [此处可留空或填充模拟作者名] 出版社： [此处可留空或填充模拟出版社名] 图书定位： 本书旨在为机械工程、工业设计、自动化控制等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事高端装备制造、智能生产线规划与实施的工程师提供一套全面、深入且高度实用的理论与实践指导。本书聚焦于当前全球制造业转型升级的核心——先进制造工艺的集成应用与生产流程的闭环优化控制，是理解“工业4.0”和智能工厂落地实施的关键技术参考。 核心内容概述： 本书共分为六大部分，二十章内容，系统地阐述了从微观的材料加工行为到宏观的复杂系统集成控制的完整链条。 第一部分：先进材料加工基础与性能调控（约占全书20%篇幅） 本部分深入探讨了新一代工程材料——如高性能复合材料、增材制造专用金属粉末以及超硬陶瓷材料——在精密加工过程中的本构关系与形变机理。重点分析了高速切削、超精密磨削等传统加工极限技术的物理边界，并引入了电火花加工（EDM）、激光熔覆（LMD）等非接触式或微接触式加工方法的能动性分析。 挑战性加工难题： 详细剖析了极端硬脆材料（如SiC、Al2O3）在不同环境介质下的刀具磨损规律及表面完整性损伤机制。 微纳尺度制造： 涵盖了微电解加工（MEW）和聚焦离子束（FIB）技术在MEMS器件制造中的应用案例，着重讲解了工艺参数对结构尺寸精度和表面粗糙度的非线性影响。 材料热影响区（HAZ）控制： 针对激光焊接与切割，构建了能量密度与熔池动力学之间的耦合模型，以指导优化热输入策略，最小化残余应力和微裂纹的产生。 第二部分：数字化制造环境下的过程建模与仿真（约占全书25%篇幅） 随着数字化转型的深入，对制造过程的预测能力成为核心竞争力。本部分侧重于利用计算科学方法对复杂的物理过程进行高保真度的模拟和验证。 有限元分析（FEA）进阶： 不仅限于结构静力学分析，本书详细介绍了基于ABAQUS/DEFORM等软件平台，针对塑性变形、冲压成形以及高速冲击载荷下的材料失效预测模型。特别关注了粘塑性模型的选择与网格划分策略对仿真结果收敛性的影响。 计算流体力学（CFD）在工艺中的应用： 针对切削液的雾化、冷却和润滑过程，以及真空/惰性气体保护下的冶金过程，提供了详细的流场模拟方法，用于优化流道设计和气体置换效率。 多物理场耦合仿真： 重点阐述了热-力-电耦合在电磁辅助加工或高能束加工中的应用，展示如何通过仿真平台集成不同物理场的影响，实现对实际加工结果的精确预测。 第三部分：智能传感、数据获取与状态监测（约占全书25%篇幅） 本部分将理论制造与实时反馈控制连接起来，是实现柔性制造和自适应生产的关键环节。 新型传感器技术： 介绍了振动加速度计、声发射（AE）传感器、红外热成像阵列在过程健康监测中的部署与信号采集技术。重点解析了如何从高维原始信号中提取有效的工艺特征参数。 在线测量与逆向工程： 深入探讨了激光共聚焦显微镜、白光干涉仪等光学测量技术在曲面和复杂自由曲面工件上的快速、非接触式尺寸检测流程，以及数据点云到CAD模型的重构算法。 数据预处理与特征工程： 针对制造过程中产生的海量、高噪声数据，详细介绍了傅里叶变换、小波分析、经验模态分解（EMD）在信号去噪和周期性故障特征提取中的应用，为后续的智能诊断打下基础。 第四部分：基于数据的预测性维护与过程自适应控制（约占全书20%篇幅） 本部分是全书最具前瞻性的章节，结合机器学习技术，构建了从故障诊断到闭环控制的完整框架。 机器学习在质量关联性分析中的应用： 利用支持向量机（SVM）、随机森林（RF）及深度神经网络（DNN）对历史工艺数据与最终产品性能（如疲劳寿命、耐腐蚀性）之间的复杂映射关系进行建模。 故障诊断与残差分析： 构建了设备健康指标（PHI）模型，通过实时监测工况参数的变化率，提前预警刀具磨损、主轴偏载等潜在故障，并明确指出预测精度和误报率之间的平衡点。 自适应控制策略： 提出了基于模型预测控制（MPC）的制造单元参数实时调整方案。例如，在检测到材料硬度波动时，系统如何自动调整进给速度和主轴转速，以维持切削力在预设的安全范围内。 第五部分：高端装备制造中的系统集成与柔性调度（约占全书10%篇幅） 本部分将视野扩展到整个生产线层面，探讨如何将单台设备的优化集成到高效的、可快速重构的生产系统中。 制造系统架构： 介绍了面向MES（制造执行系统）和ERP（企业资源计划）的数据接口标准（如OPC UA协议）以及信息流架构。 生产资源优化配置： 讨论了遗传算法、蚁群优化等启发式算法在多机床、多任务环境下的作业排序与资源分配问题，旨在最小化空闲时间和在制品（WIP）库存。 人机协作界面设计： 探讨了增强现实（AR）技术在复杂装配指导、远程专家支持以及现场维护操作中的应用模式和技术要求。 本书特点： 1. 理论深度与工程实践的紧密结合： 每章均配备了丰富的工程案例分析，并提供了关键公式的推导过程，确保读者既能理解“为什么”，也能掌握“怎么做”。 2. 前沿技术导向： 大量引入了当前工业界热点，如高熵合金加工、增材制造的缺陷控制、以及工业物联网（IIoT）在车间环境中的部署。 3. 计算工具的实操性指导： 书中对仿真软件（如ANSYS Workbench, MATLAB/Simulink）的应用步骤和关键设置进行了详细的步骤说明，有助于读者将理论知识快速转化为实际操作能力。 适合人群： 本教程是追求卓越制造工艺、致力于实现高附加值产品生产的技术人员和学术研究者的必备参考书。它不仅教授知识，更培养读者以系统工程的视角审视和解决现代复杂制造难题的能力。
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