具体描述
本书深入介绍了当前世界上冷弯成型技术的研究和应用状况，主要通过典型工程应用实例，结合冷弯成型产品详细介绍了不同冷弯成型产品的轧辊设计方法、特殊断面的成型方法、方矩形管及异型管的成型设计、冷弯成型机组以及计算机辅助设计（包括基于Visual c++的轧辊CAD设计、冷弯成型的FEA技术、异型轧辊的CAM技术等）；尤其是书中有关冷弯成型辊型的设计内容为国外专家的最新研究成果，对我国冷弯成型领域的技术人员有较大的参考价值。
本书可供涉及冷弯成型工艺生产的各类企业（如汽车部件制造、建筑金属制件生产、焊管及异型管制造、设备制造等）的工程技术人员、科研院所的人员学习，也可供有关企业的管理人员和技术工人参考。对于高等院校金属成型和模具设计专业的研究生和本科生也是一本专业的参考书。
锻造未来：现代金属材料的精密成型与工程应用 内容简介 本书深入探讨了现代金属材料，特别是高强度钢、先进铝合金以及新型复合材料在复杂构件制造过程中的精密成型技术。全书结构严谨，内容涵盖了从材料本构关系、微观结构演变到宏观力学性能的完整链条，旨在为材料科学家、结构工程师及先进制造领域的从业者提供一套系统化、前沿化的理论指导与实践参考。 第一部分：基础理论与本构关系 本部分首先聚焦于理解和描述金属材料在塑性变形过程中的内在规律。 第一章：塑性变形的微观机制与连续介质力学基础 详细阐述了位错运动、晶界滑移等微观机制如何共同驱动宏观塑性流动。重点剖析了金属晶体学特征（如晶格结构、孪晶的形成）对成形性能的影响。在此基础上，引入了描述材料应力-应变关系的本构理论，包括经典的Tresca和Von Mises屈服准则的适用范围及其局限性。对率敏感性材料（如高应变率下的冲压和爆炸成形）的粘塑性模型进行了深入讨论，特别是粘弹性效应在快速成形过程中的影响分析。 第二章：先进材料的流变学特性研究 针对近年来广泛应用的先进高强度钢（AHSS，如双相钢DP、相变诱发塑性钢TRIP）和轻质合金（如7000系铝合金、镁合金），系统研究了其热机械耦合下的流变应力行为。引入了基于物理模型的本构方程，如Johnson-Cook模型、Voce模型在描述加工硬化与热软化耦合时的修正与应用。特别强调了残余应力对最终产品几何精度和疲劳寿命的影响机制，并介绍了通过X射线衍射等无损技术精确测量残余应力场的先进方法。 第二部分：复杂塑性成形工艺的数值模拟与优化 本部分将理论模型应用于实际的工程制造过程，重点介绍如何利用先进的计算机辅助工程（CAE）工具来预测和优化成形结果。 第三章：有限元方法在塑性加工中的应用 详细阐述了求解塑性流动问题的有限元离散化方法，包括网格选择（如四面体、六面体网格的适用场景）、接触算法（如罚函数法、增广拉格朗日法）的精度与效率权衡。着重分析了“厚板效应”和“网格畸变”对模拟结果准确性的影响。引入了基于损伤力学的预测模型，用于模拟材料在极限拉伸或深冲过程中的起皱、破裂和断裂预测，为工艺窗口的确定提供科学依据。 第四章：热成形与热处理耦合的仿真技术 针对热成形（Hot Stamping/Press Hardening）技术，系统建立了温度场、应力场与微观组织演变（如奥氏体相变、铁素体/贝氏体析出）之间的耦合模型。讨论了炉内加热、模具冷却过程中的热边界条件设定，以及如何通过精确控制冷却速率来调控最终零件的组织和力学性能（如硬度分布）。对比了不同加热方式（如感应加热、对流加热）对能耗和均匀性的影响。 第五章：优化设计与正向工程的实现 本章侧重于如何利用仿真结果进行工艺的迭代优化。介绍了基于灵敏度分析和代理模型（Surrogate Models）的优化流程，用于反向设计模具形状以获得目标零件形状和预设残余应力分布。讨论了面向多目标优化的算法应用，例如如何在保证强度的同时，最大化材料利用率或最小化回弹量。 第三部分：面向高端应用的特定成形技术 本部分深入探讨了针对航空航天、汽车轻量化等领域对超高精度和特殊材料的成形技术。 第六章：辊压成形与连续成形的精度控制 详尽分析了辊压成形（Roll Forming）过程中材料的多次弯曲累积效应，以及如何通过调整辊轮的“波形设计”来精确控制横截面形状和尺寸公差。针对长截面件，探讨了如何通过预先施加应力或优化进给速度来抑制几何缺陷，如侧弯（Camber）和扭曲（Twist）。引入了在线测量技术（如激光扫描）与反馈控制系统在保证生产一致性中的关键作用。 第七章：增材制造中的金属固化与残余应力 尽管本书聚焦于传统塑性成形，但为全面覆盖现代制造，本章专门探讨了增材制造（Additive Manufacturing, AM）过程中金属粉末的熔化、凝固与快速冷却所引发的极端热梯度。重点分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中应力场的形成机制，以及如何通过优化扫描策略（如跳跃、分层）和后处理（如热等静压HIP）来缓解或消除有害的残余应力，从而提高复杂薄壁结构的服役可靠性。 第八章：先进连接技术与成形件的集成 现代结构件往往由多个成形部件通过连接工艺组装而成。本章探讨了如何将成形件的几何形状和材料状态（如冷作硬化程度）纳入到连接工艺的设计考量中。内容包括：针对高强度钢的激光焊接、搅拌摩擦焊（FSW）的工艺窗口、以及不同材料（如钢铝结合件）的钎焊与粘接技术，重点分析连接区域的热影响区（HAZ）的微观组织变化和力学性能退化。 结论与展望 总结了精密成形技术在实现结构轻量化、提高制造效率和保障结构安全方面的核心地位。展望了未来研究方向，包括基于人工智能的实时过程自适应控制、极端条件（超高压、超低温）下的新材料成形技术，以及更精细化的原子尺度模拟在预测界面行为中的应用前景。 本书特点： 理论深度与工程实践紧密结合： 既有对本构模型的严谨推导，也有针对具体工程问题的数值模拟案例。 材料前沿性： 重点关注近年来新兴的高性能结构材料。 系统性： 覆盖了从材料特性到最终产品检验的完整制造流程。 本书适合从事金属材料科学、机械工程、材料加工工程、结构设计及CAE分析的高年级本科生、研究生及相关领域的研究人员和工程技术人员参考使用。
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