具体描述
《先进控制系统应用与维护》主要介绍了系统辨识技术、软测量技术、先进控制算法和优化算法等理论与技术，这些技术与流程工业有着密切的联系。《先进控制系统应用与维护》内容具体包括小波变换用于数据处理，动态模型和稳态模型的建模技术：增广最小二乘法、多变量脉冲响应、子模型、子子模型、状态空间子空间辨识法和传递函数辨识法、主元分析法、主元回归、部分最小二乘法、神经元网络的原理、支持向量机及它们在软测量技术中的应用；统计过程质量控制、先进的模型PID控制、内模控制、IMC-PID控制、预测控制、模糊控制和遗传算法，以及粒子群和蚁群优化算法与LNJ优化算法和它们在工业现场在线优化控制中的应用。全书理论联系实际，具有较多流行先进控制软件在炼油、石化工业装置中的应用实例，并有先进控制系统的详细实施和维护方法，便于在流程行业的企业大力推广先进控制系统。
《先进控制系统应用与维护》可作为自动化、检测技术及计算机应用类专业师生的教学学习用书，也可供研究人员和工程技术人员参考。
机械设计与制造工艺基础 本书旨在为工程技术人员、机械设计与制造专业的学生提供一本全面、深入且实用的教材与参考书。它系统地阐述了现代机械设计理论的核心概念、关键计算方法以及先进的制造工艺技术，是连接理论知识与工程实践的桥梁。 第一部分：机械设计基础理论 本部分内容聚焦于机械零部件的可靠性设计与寿命预测，是理解复杂机械系统行为的基础。 第一章：工程材料的力学行为与选择 本章首先回顾了结构工程中最常用的金属材料（如钢、铝合金、钛合金）的微观结构与宏观力学性能之间的内在联系。重点分析了材料的弹性、塑性、蠕变、疲劳以及断裂韧性等关键参数。详细介绍了如何根据工作环境（温度、腐蚀性、载荷类型）进行科学的材料选择。特别增设了先进复合材料在轻量化结构中的应用案例分析，包括纤维增强聚合物（FRP）和金属基复合材料（MMC）的性能评估方法。 第二章：静力学与强度分析 本章深入探讨了复杂应力状态下的应力分析方法。从经典的莫尔圆理论出发，推导并应用了冯·米塞斯（Von Mises）和特雷斯卡（Tresca）屈服准则，以精确预测零部件在多轴应力下的失效点。详细讲解了薄壁结构、厚壁圆筒、旋转体等常见结构件的应力分布计算。本章还引入了有限元分析（FEA）的基本原理，强调了网格划分、边界条件施加和结果解释在现代工程分析中的重要性，并提供了数个经典算例的解析解与数值解对比。 第三章：机械零部件设计与优化（轴、联接与紧固件） 本章是机械设计实践的核心。详细介绍了轴系的设计准则，包括临界转速的计算、疲劳载荷下的许用应力确定，以及在冲击、振动载荷下的校核方法。在联接部分，对螺纹联接、键、销的受力分析进行了详尽阐述，特别是对高可靠性螺纹联接（如预紧力的计算与损失控制）给出了工程实践指导。对于静连接，如铆接和焊接，本章提供了不同焊缝形式下的强度计算规范和无损检测（NDT）的适用性分析。 第四章：运动机构的动力学与平稳性 本章侧重于机械运动的精确控制与优化。深入分析了平面连杆机构、凸轮机构的运动学（速度、加速度分析）和动力学特性（惯性力、反力矩的计算）。针对往复运动机构（如内燃机曲柄连杆机构），详细讨论了惯性力平衡技术，包括一级平衡和二级平衡的实现方法。此外，本章还介绍了机构振动分析的基础，包括自由振动与强迫振动的响应分析，为提高设备运行平稳性提供理论支撑。 第二部分：先进制造工艺技术 本部分内容从材料成形到精密加工，全面覆盖了现代制造技术链条的关键环节。 第五章：现代铸造技术与凝固理论 本章超越了传统的砂型铸造，重点介绍了精密铸造技术，如熔模铸造（失蜡法）和压力铸造。深入探讨了金属液的充型过程和凝固理论，特别是枝晶生长、孔隙形成与宏观偏析现象的控制策略。分析了不同铸造方法对铸件组织性能的影响，并介绍了现代铸造过程的模拟技术（CAE在铸造中的应用）。 第六章：塑性加工与成形原理 本章详细阐述了金属在室温和高温下的塑性变形规律。涵盖了锻造、轧制、深冲、挤压和旋压等主要工艺。着重分析了应变硬化、回复现象以及各成形过程中的应力状态。为实现复杂零件的批量化生产，本章提供了模具设计的基本原则和公差配合的控制要点，特别关注了冷挤压技术在提高尺寸精度方面的优势。 第七章：切削加工基础与刀具材料 本章是金属切削理论的基石。系统讲解了切削过程中的力学模型（Merchant模型及其改进）、摩擦与磨损机制。重点分析了不同切削参数（切削速度、进给量、背吃刀量）对切削力、表面完整性与刀具寿命的影响。深入对比了高速钢（HSS）、硬质合金、陶瓷和超硬材料（PCD/CBN）的性能差异及其在特定加工任务中的选择依据。 第八章：特种加工技术 面对传统机械加工难以实现的复杂几何形状和超硬材料，本章介绍了非接触式或微小接触式的特种加工方法。详细介绍了电火花加工（EDM）的机理、参数控制及在模具制造中的应用；激光加工（切割、熔覆）的能量密度控制与热影响区分析；以及超声波加工和电化学加工（ECM）的工艺窗口设定。重点讨论了如何通过工艺组合实现“一步到位”的精密制造。 第三部分：表面工程与质量控制 本部分关注于提升零部件的工作性能和可制造性验证。 第九章：机械零件的表面改性技术 零件的服役性能往往取决于其表面状态。本章系统介绍了提高零件耐磨、耐蚀、抗疲劳性能的表面处理技术。内容包括热处理工艺（渗碳、氮化、感应淬火）对表面硬度和残余应力的影响；物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）薄膜技术在减少摩擦系数中的应用；以及喷丸强化技术对表面残余压应力的引入机制。 第十章：几何量度与表面粗糙度评定 本章是确保制造精度和互换性的关键。详细讲解了现代测量学体系，包括误差理论与数据处理。系统阐述了常用的几何尺寸与形状公差（GD&T）标准，强调了建立功能基准的重要性。对于表面质量，深入分析了表面粗糙度参数（Ra, Rz, Rq）的物理意义，并介绍了轮廓仪、白光干涉仪等先进的表面形貌测量设备的操作与数据解释。 第十一章：可靠性工程导论与寿命预测 本章将设计与维护的理念整合。介绍了基于威布尔分布（Weibull Distribution）的寿命数据分析方法，用以评估随机失效的概率。讲解了累积损伤理论在预测交变载荷下疲劳寿命中的应用，包括Miner准则及其修正模型。此外，探讨了剩余寿命评估（RUL）的基本方法论，为设备预测性维护（PdM）提供技术基础。 本书内容结构严谨，从基础理论到先进工艺，强调了理论分析与工程实践的紧密结合，力求为读者构建一个扎实、全面的现代机械设计与制造知识体系。
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