Prediction of Defects in Material Processing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Predeleanu, Mircea (EDT)/ Poitou, Arnaud (EDT)/ Nefussi, Germaine (EDT)/ Chevalier, Luc (EDT)

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:

价格:130

装帧:HRD

isbn号码:9781903996409

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 缺陷预测
• 材料加工
• 机器学习
• 数据挖掘
• 工业应用
• 质量控制
• 预测模型
• 材料力学
• 过程优化

好的，这是一本关于材料加工中缺陷预测的图书简介，内容详实，力求自然流畅： --- 图书名称：材料加工中的缺陷预测 简介 在现代制造业与先进材料科学领域，材料加工过程的稳定性和最终产品的可靠性是决定技术进步和经济效益的关键因素。任何微小的加工偏差都可能导致材料性能的显著下降乃至灾难性的失效。因此，深入理解加工过程中的物理化学机制，并建立精确的缺陷预测模型，已成为提升产品质量、优化生产效率的当务之急。《材料加工中的缺陷预测》一书正是聚焦于这一核心挑战，旨在为研究人员、工程师和技术人员提供一个全面、深入且实用的理论框架与实践指南。 本书并非一本泛泛而谈的材料科学概论，它精确地切入了材料加工——从冶金到增材制造——中 “缺陷是如何产生” 与 “我们如何提前预知” 这一对矛盾的焦点。全书结构严谨，逻辑清晰，从基础理论出发，逐步深入到前沿的预测技术应用。 第一部分：加工过程与缺陷的本质溯源 本部分致力于构建理解缺陷产生的物理基础。我们首先考察了材料在极端条件（如高温、高应变率、快速冷却）下发生塑性变形、固化和微观结构演变的内在规律。这包括对晶粒尺寸演化、相变动力学、残余应力累积以及微裂纹萌生和扩展的详细分析。 塑性变形机制与成形缺陷： 重点探讨了金属冷/热加工（如轧制、锻造、挤压）中，应变梯度、晶体取向与介观缺陷（如孔隙、夹杂物集束化）之间的耦合关系。我们详细分析了在不同应力状态下，材料内部微观空洞如何形核、长大并最终汇聚成宏观裂纹的临界条件。 凝固过程与铸造缺陷： 对于铸造和焊接过程，本书详尽阐述了凝固前沿的传热传质问题。着重分析了枝晶生长过快导致的溶质偏析、气孔和渣相的捕获机制，以及冷却过程中不同冷却速率对最终微观组织和残余应力分布的影响。 粉末冶金与增材制造的特殊性： 针对现代先进制造技术，本书专门开辟章节讨论了粉末床熔融（如SLM/EBM）过程中，熔池的快速凝固行为与激光能量密度对孔隙率、未熔合缺陷的控制。我们剖析了粉末烧结过程中颈部形成速率与内部气体的逸出效率对最终致密度的决定性作用。 第二部分：缺陷特征化与定量描述 准确的预测依赖于对现有缺陷的精确量化和描述。本部分将理论模型与先进的表征技术相结合。 缺陷的微观形貌分析： 介绍如何利用高分辨电子显微镜、X射线层析成像（XRT）等技术对材料内部的孔隙、非金属夹杂物和微裂纹进行三维重建和形态学分析。我们提出了几种用于表征缺陷几何参数（如长宽比、空间分布密度、曲率）的数学指标。 缺陷的性能影响评估： 不仅要识别缺陷，更要评估其对材料宏观性能（如疲劳寿命、断裂韧性、蠕变性能）的衰减效应。书中提供了基于损伤力学（如Gurson-Tvergaard-Needleman模型扩展）的框架，用于预测给定缺陷分布下的材料安全极限。 第三部分：先进的缺陷预测建模与仿真 这是本书的核心价值所在，集中展示了如何将物理知识转化为可操作的预测工具。 基于物理模型的仿真： 深入探讨了有限元分析（FEA）在缺陷预测中的应用。重点介绍了如何将相场法（Phase-Field Method）与计算塑性学相结合，以模拟动态裂纹扩展和晶界迁移过程。我们详细讲解了如何为不同材料体系（如高熵合金、陶瓷基复合材料）构建合适的本构关系和失效准则。 数据驱动与机器学习的融合： 面对复杂多变量的加工环境，传统的物理模型难以完全捕获所有非线性因素。本书引入了先进的机器学习方法，如深度神经网络（DNN）和高斯过程回归，用于从海量传感器数据（温度、压力、声发射信号）中学习加工参数与缺陷类型之间的隐式关系。我们特别关注了可解释性人工智能（XAI）在缺陷预测中的应用，确保模型预测不仅准确，而且能够反向指导工程师理解加工瓶颈。 实时过程监控与预测反馈： 介绍了如何集成在线传感器数据与预测模型，构建“数字孪生”系统。目标是实现对加工过程的“前瞻性控制”——即在缺陷尚未形成或尚未达到临界尺寸时，系统能够提前发出预警并建议工艺参数的实时调整，从而实现零缺陷制造。 总结 《材料加工中的缺陷预测》旨在打破理论研究与工业应用之间的壁垒。它不仅提供了预测缺陷发生的强大理论工具和计算方法，更重要的是，它指导读者如何将这些工具有效地嵌入到实际的生产线上，实现质量的根本性提升。本书的深度与广度，使其成为材料加工领域，特别是在航空航天、能源装备和高端精密制造等对材料可靠性要求极高的行业中，不可或缺的专业参考书。通过系统学习本书内容，读者将能够从“被动响应”转向“主动预防”，真正掌握材料加工的未来主动权。

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