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。
本书知识结构体系完整。
紧密结合工程实践。
紧跟领域发展前沿。
材料成形技术在保障我国重大工程装备制造的自主化以及产业创新升级与高质量发展中发挥了至关重要的作用。材料成形技术有着数千年的发展历史，随着科技的进步、新材料的不断出现和对成形零件性能要求的不断提升，成形技术领域涌现出了一大批具有特殊成形机理和特殊成形方式的先进技术，为传统的成形制造赋予了新的内涵。智能技术在质量检测、成形过程控制、成形仿真模拟和数字孪生等方面得到了广泛应用，进一步助力先进成形技术向着高精度、高效率和高质量的方向不断发展。
在新工科建设的引领下，成形技术与智能技术的深度融合已成为发展趋势，然而当前的成形技术教材大多围绕成形工艺进行介绍，还未有较为全面地涉及成形领域中众多成形加工方式及其智能技术的知识架构与发展趋势。因此，本书编写的目的是将先进成形技术与智能技术进行有机结合，从智能的视角来介绍先进成形技术的发展方向。本书的主要特点如下：
（1）知识结构体系完整。本书分为先进成形技术和智能技术两个篇章。在先进成形技术篇，对铸造成形技术、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进行介绍，各个章节内既保留了成形基础知识和典型工艺，又融合了相关成形领域的最新进展。在智能技术篇，围绕智能技术的基础理论、关键技术和工程应用展开介绍，让读者对先进成形与智能技术的发展脉络有一个清晰的认识。
（2）紧密结合工程实践。结合编者的科研、生产实践和教学经验，在先进成形篇的各章中总结了先进成形技术的原理、特点和应用范围，并对典型的生产线进行了介绍。在智能技术篇中分别从智能检测、智能控制、模拟仿真和数字孪生四个视角，阐述智能技术在成形领域的实际工程应用，增强读者的工程概念和实践认知。
（3）紧跟领域发展前沿。在传统成形技术基础上，先进成形技术发展出了新的机理、成形工艺和应用场景，进一步拓宽了成形技术的知识体系。在智能制造和工业40的牵引下，以智能检测、智能控制、模拟仿真和数字孪生为代表的智能技术已成为先进成形领域中的重要发展方向。书中所呈现的先进成形技术、智能技术和实践案例均源于前沿研究成果和工程应用，代表当前先进成形技术的新方向和成就，为读者对该领域发展现状和趋势的认知提供有益参考。
本书结合作者多年教学实践经验，由黄庆学教授和王涛教授担任主编。参加编写的人员来自太原理工大学，具体分工为：王涛教授编写第1章；韩建超副教授编写第2章；刘元铭副教授编写第3章；任忠凯副研究员编写第4章；张婷婷副研究员编写第5章；牛小淼讲师编写第6章；杜旺哲讲师编写第7章；刘亚星助理研究员编写第8章；王振华副研究员编写第9章；张彦杰助理研究员编写第10章。全书由黄庆学教授和王涛教授统稿。
在编写过程中，作者参考了国内外出版的有关教材和大量文献资料，在此一并表示衷心的感谢。由于涉及内容繁多，限于编者学识和经验，本书难免存在疏漏之处，望读者不吝赐教。
编者
前言
第1篇先进成形技术
第1章绪论/2
11材料成形技术的定义及分类/2
12材料成形技术的特点/4
13先进成形技术的发展趋势/6
14智能技术在成形中的发展趋势/7
第2章铸造成形技术/9
21铸造工艺基础/9
211液态合金的充型/9
212铸件的凝固与收缩/12
213铸造缺陷分析/13
214铸件质量分析/19
22砂型铸造/20
221造型方法的选择/20
222浇注位置和分型面的选择/22
223工艺参数的选择/24
224综合分析举例/26
23特种铸造/27
231熔模铸造/27
232金属型铸造/29
233压力铸造/31
24铸件结构工艺性/34
241铸造工艺对铸件结构的要求/34
242铸造性能对铸件结构的要求/36
25铸造技术的新进展/37
251定向凝固技术/37
252数字化无模铸造精密成形技术/41
253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
31塑性变形基础/46
311塑性变形对金属组织和性能的影响/46
312金属的可锻性/47
32锻造/50
321自由锻/50
322模锻/54
33板料冲压/58
331分离工序/59
332成形工序/61
333冲压模具/66
34锻压结构工艺性/67
341锻件结构工艺性/67
342冲压件结构工艺性/70
35锻压技术的新进展/72
思考题/77
第4章轧制成形技术/79
41轧制生产工艺/79
411中厚板生产工艺/79
412热轧带钢生产工艺/81
413冷轧带钢生产工艺/82
414型钢轧制生产工艺/84
415钢管轧制生产工艺/85
42轧制原理基础/85
421轧制变形区及其参数/85
422咬入条件及轧制过程的建立/87
423中性角的确定/88
424稳定轧制条件/89
425前滑和后滑的计算/91
43轧制压力的计算/92
431轧制压力的概念/92
432卡尔曼单位压力微分方程/93
433采利科夫单位压力公式/95
434勃兰特福特公式/98
435西姆斯公式/102
436斯通公式/103
44轧制成形技术的发展趋势/104
441极薄带特种轧制技术/104
442复合板轧制成形技术/107
443连铸连轧技术/108
思考题/111
第5章焊接成形技术/112
51焊接工艺基础/112
511焊接电弧/112
512焊接冶金过程/113
513焊接接头的组织与性能/114
514焊接应力与变形/115
515常用工程材料的焊接/118
52常用焊接工艺方法/123
521熔焊/123
522压焊/131
523钎焊/136
53焊接结构工艺性/137
531焊接结构材料和工艺的选择/137
532焊接接头的选择和设计/138
533焊缝的设计/139
534焊接热处理工艺规范/142
54焊接质量检验/142
541焊接缺陷与焊接缺欠/143
542焊接质量检验过程/143
543焊接质量检验方法/144
55焊接技术的新进展/145
551熔焊工艺新技术/145
552计算机数值模拟技术/146
553焊接机器人和智能化/147
554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
61电化学加工/150
611电解加工/151
612电沉积加工/156
62高能束流加工/159
621电子束加工/159
622激光加工/161
623离子束加工/163
63增材制造技术/166
631增材制造技术概述/166
632金属材料增材制造技术/167
633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
71无损检测概述/173
711无损检测的定义及内容/173
712无损检测方法及其选择/174
72视觉检测技术基础理论/175
721计算机视觉检测系统/175
722数字图像处理与计算机视觉技术基础理论/177
723视觉检测技术的应用案例/181
73超声检测技术基础理论/187
731超声波的基本性质/187
732超声检测的特点和方法/191
733超声检测技术的应用案例/195
74数字射线检测技术基础理论/199
741射线成像基础理论/199
742数字射线检测系统/202
743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
81智能制造系统与典型控制方法/208
811智能制造系统结构简介/208
812智能传感器功能与特点/209
813典型智能控制方法/211
82云计算与物联网技术/222
821云计算和云服务技术/222
822物联网技术/223
83金属成形智能控制典型应用/224
831铸造成形过程中的PID控制/224
832快速自由锻液压机的智能控制/227
833轧制成形过程中的智能控制/229
834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
91成形过程建模方法/238
911塑性变形问题描述/239
912滑移线场法/242
913主应力法/244
914有限元法/247
92成形过程计算机模拟/251
921塑性成形计算机模拟软件/251
922塑性成形模拟基本过程/252
923计算精度的提高及工艺优化/260
93有限元仿真在金属成形中的应用/262
931有限元仿真在铸造成形中的应用/262
932有限元仿
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