多晶硅微机械构件材料力学行为及微机械粘附问题研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育出版社

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:15.0

装帧:

isbn号码:9787040159905

丛书系列:

图书标签:

• 多晶硅
• 微机械
• 材料力学
• 粘附
• MEMS
• 微结构
• 力学性能
• 表面效应
• 微纳制造
• 半导体材料

好的，这是一份关于一本假设的、与您提供的书名完全不相关的图书的详细简介。 --- 《数字孪生时代的智能制造与工业物联网应用：理论前沿与实践案例》 内容概要 本书聚焦于当前制造业转型升级的核心驱动力——数字孪生（Digital Twin）技术与工业物联网（IIoT）的深度融合。在第四次工业革命的浪潮中，智能制造不再是单一技术的堆砌，而是依赖于物理世界与虚拟世界实时、双向映射的复杂系统。本书系统地梳理了从底层传感器数据采集、边缘计算到云端模型构建与仿真验证的全流程，深入探讨了如何利用数字孪生技术实现生产过程的透明化、预测性维护以及柔性化调度优化。 全书共分为六大部分，内容结构严谨，理论阐述与工程实践紧密结合。 --- 第一部分：智能制造的基础理论与技术栈（约300字） 本部分为理解数字孪生和工业物联网的基石。首先，界定了智能制造的内涵、演进路径及其在不同行业（如离散制造、流程工业）中的具体体现。随后，详细解析了支撑智能制造的四大核心技术支柱：工业物联网（IIoT）、云计算/边缘计算、大数据分析以及人工智能/机器学习。 重点内容包括： 1. IIoT架构模型：从感知层（传感器、RFID、机器视觉）到网络层（5G/TSN、OPC UA）再到平台层（MESA模型）的层次化解析。 2. 数据治理与安全：探讨工业数据生命周期管理、数据质量评估标准以及保障工业控制系统（ICS）免受网络攻击的安全策略。 3. 边缘计算在实时控制中的作用：分析边缘计算如何解决云计算在高并发、低延迟控制任务中的瓶颈，并介绍流行的边缘计算框架（如Eclipse Kura, AWS IoT Greengrass）。 第二部分：数字孪生：概念、建模与仿真（约450字） 数字孪生是本书的核心理论支撑。本部分深入剖析了数字孪生的定义、关键特征（实时性、互操作性、生命周期一致性），并详细介绍了构建孪生体的技术路线。 1. 数字孪生模型构建方法论：区分了基于物理模型的仿真（如FEA/CFD）与基于数据驱动的模型（如神经网络代理模型）。重点介绍了如何将传统CAD/CAE模型与实时运行数据进行耦合，形成高保真（High-Fidelity）孪生体。 2. 多尺度与多物理场耦合：探讨了在复杂系统中（如一条生产线、一个大型设备），如何实现跨尺度（从零部件到系统级）和跨物理场（如热-力-电耦合）的集成建模，确保孪生模型的预测精度。 3. 孪生体的生命周期管理：阐述了孪生体如何伴随物理实体从设计、制造、运行到报废的全过程，并讨论了“数字主线”（Digital Thread）的概念，确保设计意图、制造约束和运行状态在整个生命周期中的连续性传递与追溯。 4. 仿真与验证机制：介绍了如何利用先进的并行计算技术加速仿真过程，以及通过对比物理实体与孪生体输出的差异，进行模型自适应修正和校准的闭环流程。 第三部分：工业物联网在设备健康管理中的应用（约300字） 本部分聚焦于IIoT数据在提升设备可靠性和延长使用寿命方面的具体应用，即预测性维护（PdM）。 1. 传感器数据采集与特征工程：讲解了针对振动信号、声发射、温度、电流等工业信号的预处理技术，如傅里叶变换、小波分析，以及如何提取能有效表征设备健康状态的特征量。 2. 基于机器学习的故障诊断与剩余寿命预测（RUL）：详细介绍了用于分类故障模式（如轴承磨损、齿轮断裂）的深度学习模型（CNN/RNN），以及用于预测剩余寿命的回归模型。特别关注了迁移学习在小样本设备数据上的应用。 3. 健康管理平台的集成：展示如何将PdM算法结果与企业资源计划（ERP）和制造执行系统（MES）集成，实现维护工单的自动化触发和备件的智能推荐。 第四部分：数字孪生驱动的生产优化与调度（约350字） 数字孪生体的核心价值在于提供一个“试错”的虚拟环境，用于优化复杂的生产调度和流程控制。 1. 实时调度优化：阐述了如何利用孪生体对不同排产方案进行快速迭代仿真，以应对突发事件（如设备故障、订单变更）。介绍了基于强化学习（RL）的柔性作业车间调度算法，该算法通过与生产孪生体交互来学习最优策略。 2. 工艺参数的自适应控制：探讨了如何将数字孪生与闭环控制系统结合。例如，在焊接或增材制造过程中，孪生体实时监测熔池状态，并动态调整激光功率、扫描速度等参数，以确保最终产品的质量一致性。 3. 人机协作优化（Cobots）：研究了如何利用孪生模型模拟人类操作员与机器人之间的交互空间和工作流，优化人机协作单元的布局和任务分配，提高安全性和效率。 第五部分：工业应用案例与行业实践（约250字） 本部分通过具体的行业案例，展示前述理论和技术的落地成果。 1. 航空发动机的数字孪生维护：介绍如何为单台发动机建立孪生体，实时吸收飞行数据，并预测关键部件的疲劳寿命，指导维修计划。 2. 智能电网的孪生应用：探讨了如何利用孪生体对电网拓扑结构和负荷波动进行模拟，优化电力分配和故障隔离策略。 3. 大型流程工厂的优化：以化工或冶金流程为例，展示如何通过操作孪生体优化反应温度、压力等变量，在不牺牲产品质量的前提下，实现能耗的最小化。 第六部分：未来趋势与挑战（约100字） 最后，本书对数字孪生和工业物联网的未来发展进行了展望。重点讨论了语义互操作性（Semantic Interoperability）的挑战、量子计算在复杂系统仿真中的潜在影响，以及联邦学习在跨企业数据共享与模型训练中的应用前景。 --- 目标读者： 本书面向工业自动化工程师、制造业IT架构师、机械工程、控制科学及计算机科学专业的研究生和高年级本科生，以及希望推动企业数字化转型的技术管理者。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常严谨，几乎没有出现任何煽情或引导性的文字，完全以客观的科学陈述为主导。这种风格的优点在于信息传递的效率极高，读者可以迅速抓住核心论点和实验证据。我注意到作者在引用相关研究时，似乎倾向于整合多个学科的最新进展，例如将表面化学、摩擦学与传统的材料力学分析相结合，构建了一个多物理场耦合的模型。这种整合能力体现了作者深厚的学术功底和开阔的视野。具体来说，如果书中对“微机械粘附”的讨论能够深入到原子尺度的相互作用势能模型，并将其与宏观的接触面积和接触压力关联起来，那么这本书的理论框架就达到了一个非常高的水平。它不仅仅是描述现象，更是在试图解释现象背后的深层物理机制，这才是科学研究的终极目标。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常专业，那种深蓝色的背景配上简洁的白色字体，一下子就让人感受到这是一本严谨的学术专著。从书名来看，它似乎聚焦于材料科学和微电子领域的前沿交叉点，尤其是“多晶硅微机械构件”这个关键词，立刻将读者的思绪引向了MEMS（微机电系统）的世界。我猜测这本书的内容会涉及非常基础的材料学原理，比如多晶硅的微观结构、晶界效应如何影响整体力学性能。它可能深入探讨了如何通过优化沉积工艺来控制晶粒尺寸和取向，进而调控材料的杨氏模量、硬度以及疲劳寿命。对于那些在半导体制造或者微器件设计领域工作的人来说，这本书无疑提供了一个坚实的理论基础，帮助他们理解为什么某些设计在实际应用中会失效，或者如何通过材料选择来提升器件的可靠性和长期稳定性。这种对基础科学的深入挖掘，往往是解决实际工程难题的钥匙。我特别期待看到作者如何处理材料在微纳尺度下表现出的宏观尺度上不常见的奇异力学现象，比如尺寸效应的影响。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本专著的过程，仿佛进行了一次高强度的智力体操训练。内容之详实，数据之密集，让人不得不放慢阅读速度，甚至需要借助外部工具来辅助理解那些复杂的数学表达式和有限元模拟结果。那些关于多晶硅在不同应力状态下（如拉伸、压缩、弯曲甚至扭转）的应变速率敏感性分析，无疑是全书的亮点之一。特别是，如果书中包含了对材料内部缺陷（如空位、位错、晶界）在应力场作用下的动态行为的模拟结果，那将是对现有MEMS失效分析模型的重大补充。这些微观层面的洞察，远非一般的教科书所能触及。它要求读者不仅要有扎实的固体力学背景，还需要对晶体塑性理论有深入的理解。这本书显然不是为初学者准备的“入门读物”，而更像是为该领域资深研究人员和博士生准备的“工具书”或“参考手册”，其知识密度和专业深度是毋庸置疑的。

评分☆☆☆☆☆

令人印象深刻的是，这本书似乎在强调实验验证与理论预测之间的协同作用。一本优秀的力学研究专著，如果只有理论而缺乏实测数据支撑，其说服力会大打折扣。我推测书中必定包含大量精心设计的微纳尺度力学测试结果，例如利用AFM（原子力显微镜）或纳米压痕技术获得的单晶粒或多晶硅薄膜的局部力学性能图谱。更关键的是，如果作者能够展示如何利用这些实验数据来修正或优化他们提出的本构模型，形成一个“理论-实验-再理论修正”的闭环，那么这本书的实用价值将大大提升。这对于工程师来说至关重要，因为他们需要的是经过验证的、可信赖的参数和模型，而不是空中楼阁般的数学推演。总体而言，这本书展现出一种面向工程应用问题的、以材料本构关系为核心的系统性研究方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构看起来相当紧凑，从目录初探，便能感受到作者在逻辑构建上的精心布局。它似乎没有仅仅停留在理论推导上，而是将“微机械粘附问题”这样一个看似独立但又至关重要的课题融入了整体的力学分析框架中。这表明作者深刻理解到，在微纳尺度，表面效应（如范德华力、静电力）往往会压倒体积效应，成为决定器件行为的关键因素。我推测书中可能详细剖析了不同表面处理技术对粘附阈值的改变作用，或许还包含了一些先进的微纳尺度接触力学模型，用以量化粘附力的产生、演化和释放过程。对于从事传感器、执行器或微流控芯片研发的人士来说，如何避免微结构之间的“粘连”（Stiction）是头疼的问题，这本书很可能提供了一整套系统的、基于材料本构和界面物理的解决方案，而不是简单地依赖经验性的后处理方法。这种跨尺度的、注重实际应用的理论深度，是衡量一本优秀工程技术书籍的重要标准。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆