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出版者:第1版 (2001年9月1日)

作者:韩宝仁等编

出品人:

页数:493

译者:

出版时间:2001-9

价格:36.0

装帧:平装

isbn号码:9787502532857

丛书系列:

图书标签:

• 塑料异型材制造原理与技术
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铸就未来：金属材料的冷加工成形与先进制造工艺 本书聚焦于现代工业的基石——金属材料的塑性变形规律、精密成形技术及其在高端制造领域的应用前沿。 深入剖析从原材料到复杂结构件的全流程转化，旨在为材料工程师、机械设计师及制造技术人员提供一套系统、深入且高度实用的技术指导。 第一部分：金属塑性变形的物理基础与微观机制 本篇将金属的宏观力学行为与其微观结构演变紧密结合，为理解后续的成形工艺奠定坚实的理论基础。 第一章：晶体塑性与形变电阻 详细阐述体心立方（BCC）、面心立方（FCC）及密排六方（HCP）晶体结构在应力作用下的滑移、孪生等基本形变模式。探讨位错的产生、运动、交互作用及其对材料宏观力学性能（如屈服强度、加工硬化）的影响机制。引入晶体塑性有限元模型（CPFEM）的基本原理，用于模拟晶粒尺度的应力分布与织构演化。着重分析应变积累与内部残余应力的形成，解释加工硬化曲线的数学描述及其与材料本构关系的关系。 第二章：本构关系与流变学基础 深入研究金属材料在高温、高应变速率下的流变行为。系统介绍经典黏塑性模型（如Johnson-Cook, MP-G），并扩展至考虑温软化效应的本构方程。对不同温度、应变速率敏感性指标进行详细对比分析，重点讨论高熵合金、难加工超高强度钢等新型材料的流变特性。引入本构模型辨识与参数标定的实验方法（如准静态拉伸、动态冲击试验）。 第三章：断裂与疲劳的形变判据 超越单纯的塑性变形范畴，探讨金属在极端载荷条件下的失效行为。详述韧性断裂（如孔隙形核、长大与连通，即void growth mechanism）与脆性断裂的微观特征。系统梳理主要的宏观断裂判据（如最大应力准则、应变等效准则）及其在有限元分析中的应用。对疲劳损伤累积模型（如Miner法则、应变控制模型）进行深入探讨，特别是针对应力集中区域的局部高应变疲劳评估。 第二部分：先进塑性成形工艺原理与优化 本部分侧重于将理论应用于实际制造，覆盖从传统到尖端的金属塑性成形技术。 第四章：轧制工艺的数值模拟与过程控制 聚焦于板、带、型材的轧制过程。深入分析轧辊间隙的材料流动、板形控制（翘曲、波浪）及厚度波动。探讨冷轧、热轧及温轧的工艺窗口差异。引入轧制过程的有限元模型（FEM）构建，重点解决接触算法的稳定性和精度问题。详细介绍先进的在线反馈控制系统，用于实时调整轧辊的平行度和力矩，以确保最终产品的几何精度。 第五章：锻压与模锻的工艺设计 剖析模锻、自由锻和镦锻等工艺的能量需求与流动控制。重点讨论模具设计中的应力集中点识别、型腔填充的完整性保证以及飞边（毛边）的控制技术。系统介绍对复杂航空结构件（如涡轮盘、机匣）进行多工步优化设计的方法，包括中间工序的晶粒细化与织构均匀化策略。 第六章：挤压与拉伸成形技术 深入研究管、棒、型材的挤压过程。讨论正挤压、反挤压和共挤压的适用范围及模具设计要点。特别关注管材挤压过程中的壁厚不均与内部缺陷的产生机理。在拉伸成形方面，详细分析薄壁复杂曲面零件（如飞机蒙皮）的拉伸曲线控制、模具选择及应力松弛补偿技术。 第七章：特种塑性成形技术：旋压与液压成形（HFP） 本章介绍对传统工艺的革新。旋压技术部分，探讨单点旋压、滚压旋压的工艺参数对壁厚分布的影响。重点剖析复合旋压的工艺路径优化。液压成形（HFP）部分，系统介绍高压流体的作用机理、模具的结构要求及密封技术。深入分析HFP在制造不等壁厚、带加强筋结构件时的优势与挑战，以及如何通过分步加载控制实现复杂几何形状的精确再现。 第三部分：材料性能的精确调控与后处理 成形后的材料性能往往不满足使用要求，本部分关注如何通过热处理和表面处理技术进行性能提升。 第八章：热处理对成形件性能的重构 阐述退火、正火、淬火和回火等热处理工艺对金属微观组织（如奥氏体、铁素体、贝氏体、马氏体转变）的精确控制。详细分析热处理过程中的残余应力释放、晶粒长大与相变驱动的体积变化。重点讨论针对冷加工硬化材料的再结晶动力学，以实现所需强韧性的平衡。 第九章：增材制造与塑性加工的结合 探讨增材制造（如选区激光熔化SLM、电子束熔化EBM）的特点与挑战。重点分析增材制造部件固有的高残余应力和各向异性问题，并提出通过后续的等静压（HIP）或定向热循环（Directed Thermal Cycling）来优化其塑性性能和均匀性。讨论增材制造后紧随的冷加工/热处理对微观结构的影响，实现“打印-塑性调控-性能提升”的一体化路径。 第十章：表面强化技术与残余应力管理 深入探讨通过机械或热处理方法在材料表面诱导压缩残余应力的技术，如喷丸强化（Shot Peening）和表面滚压。详细分析喷丸强度、覆盖率与表面硬度、疲劳寿命之间的定量关系。讨论如何通过控制成形过程和热处理参数，有效管理和利用（或消除）因塑性变形引入的有害拉伸残余应力，以提高部件的抗应力腐蚀开裂能力。 --- 本书特色： 本书不仅仅停留在对单一工艺的描述，而是将塑性理论、微观物理与先进的数值模拟（FEM/CPFEM）方法深度融合，并贯穿于材料的设计、成形、后处理的整个生命周期。丰富的工程案例和详细的工艺参数指导，使其成为从事高端机械、航空航天和能源装备制造领域专业人员的必备参考书。

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这本书的章节组织逻辑展现出一种清晰的、自底向上建构知识体系的匠心。它并没有一上来就探讨复杂的共混改性或阻燃技术，而是将大量的篇幅放在了“原料预处理与水分控制”这一基础环节上。作者用了整整两章的篇幅，细致地分析了不同湿度环境下，PVC、PE等常用树脂的吸湿性差异，以及烘干设备（如转轮除湿干燥机）的能耗优化策略。这种对“源头质量控制”的执着，深刻体现了“万丈高楼平地起”的制造哲学。很多技术人员往往忽略了原料的水分含量对挤出稳定性的微妙影响，而这本书将这种影响量化，并通过图表展示了不同水分含量对熔体粘度和气泡生成频率的具体影响曲线。这种对基础工艺细节的极致关注，使得这本书的指导价值远远超出了单纯的“技术原理”层面，更像是一本提升整体工艺素养的“内功心法”。

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初读目录，我立刻被其中对“动态共挤出过程中的剪切速率梯度对型材表面光洁度的影响”这一章节的详细划分所吸引。这绝非一般概述性的教材能够涵盖的范畴。很多市面上的塑料加工书籍，往往将挤出过程简化为线性的输入和输出模型，但在实际生产线上，我们深知温度场、压力分布和物料流变性之间的复杂耦合才是决定最终产品质量的关键。我对其中提到的一系列实验数据采集方法很感兴趣，尤其是涉及到非接触式激光测厚仪在高速生产线上的应用案例分析，这对于我们优化现有生产线的监控系统具有极强的指导意义。如果书中能够配上更多高分辨率的显微镜照片，展示不同挤出温度下材料内部的微观孔隙结构差异，那将是锦上添花，能帮助我们更直观地理解“宏观性能由微观结构决定”这一核心原理。目前来看，这本书的理论深度已经远超出了基础入门的范畴，更像是一本面向资深工程师的参考手册。

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作为一名长期从事注塑和挤出模具设计的人员来说，我对书中关于“模具温度控制与型材收缩率的精确匹配”这一专题的关注度极高。书中对不同截面复杂度的型材，在冷却阶段的热传导模型进行了深入剖析，特别是对非对称冷却引起的残余应力场的有限元分析流程描述得极为详尽。这部分内容已经触及到了材料科学与结构力学交叉的前沿。我特别欣赏作者在这一部分没有回避实际生产中的“黑天鹅”事件——比如因冷却水流速度波动导致的周期性椭圆变形。作者不仅给出了理论模型来预测这种变形，还附带了一个基于经验的“快速修正参数表”，这个实用性极强的表格，是教科书上少见的“实战智慧结晶”，它表明作者的知识体系是建立在多年一线生产反馈基础上的，而不是纯粹的纸上谈兵。

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这本书在阐述热塑性塑料的流变学基础时，采用了非常独特的类比叙事手法，而不是生硬地堆砌复杂的张量微分方程。例如，作者在解释“粘弹性松弛”现象时，用到了一个关于水滴在不同粘度液体中扩散的动态模拟，这个例子极其生动地描绘了材料在受力后恢复原状所需的时间尺度问题。这种将抽象数学概念具象化的教学策略，极大地降低了初学者理解高阶流变学理论的门槛。相比于我过去阅读的几本国外经典教材，这本书的优势在于其叙事节奏的把控非常符合亚洲读者的学习习惯，即从直观感受入手，逐步深入到精确的数学描述。唯一让我感到略微不适的是，在某些关键公式推导后，缺少了对公式中特定常数物理意义的**即时**解释，读者需要在后续章节中反复查找，希望未来修订版能优化这一点，让知识点的衔接更加流畅。

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这本书的装帧和印刷质量实在令人眼前一亮，尤其是扉页那张关于聚合物分子结构图的插画，色彩的过渡和细节的刻画都达到了专业水准，让我对后续内容的专业性和深度充满了期待。装帧采用了环保型的硬壳设计，拿在手里沉甸甸的，有一种值得信赖的厚重感，这在当前的教材或专业书籍中并不多见。内页纸张的选用也相当考究，不是那种廉价的反光纸，而是略带哑光的米白色纸张，长时间阅读下来对眼睛的友好度很高，这无疑体现了出版方在细节上的用心。不过，我发现目录的排版稍微有些拥挤，如果能将关键术语的字体稍作区分，或者留白再多一些，阅读索引时会更加轻松。整体来看，这本书的外在设计语言非常成熟，符合一本严肃技术手册应有的格调，从拿到手的第一秒起，就成功地树立了专业、严谨的形象，让人愿意花时间去深入研读其中的技术细节。这种对物理载体的重视，本身就是对知识的尊重，也侧面印证了内容本身的价值。

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