Hydroforming for Advanced Manufacturing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Koc, Muammer (EDT)

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:

价格:2442.00元

装帧:

isbn号码:9781420077865

丛书系列:

图书标签:

• Hydroforming
• Metal Forming
• Manufacturing Engineering
• Automotive Engineering
• Materials Science
• Sheet Metal Forming
• Tube Forming
• Advanced Manufacturing
• Process Optimization
• Forming Technology

金属成形工艺的未来图景：深冲与模具设计的前沿探索 本书聚焦于当代金属成形领域中，除水成形（Hydroforming）之外的、最具创新性和挑战性的技术分支——基于刚性模具的精密深冲技术（Deep Drawing）及其配套的先进模具设计与材料科学。 本书旨在为材料工程师、制造工艺专家、模具设计师以及从事高端汽车、航空航天零部件生产的研究人员提供一本系统、深入且高度实用的技术参考。 第一部分：精密深冲基础理论与材料科学的交汇 本卷首先对现代深冲工艺的物理基础进行了全面回顾，侧重于揭示复杂几何形状成形过程中的本构关系、应变路径与局部失稳现象。 1. 塑性本构模型的精进与应用： 传统基于李氏（Levi）或霍尔佩斯（Hill-Adevan）模型的描述已不足以应对高强度、超薄板材的极端成形需求。本书详细探讨了更先进的各向异性硬化模型，如Barlat-Lian模型及其在有限元分析（FEA）中的数值实现。特别关注了动态应变率对屈服面演变的影响，这在高速冲压中至关重要。通过大量的实验数据拟合，展示了如何构建能精确预测回弹（Springback）和残余应力的材料参数集。 2. 板材材料的微观结构演变： 深冲过程不仅仅是宏观几何的改变，更是材料微观晶粒结构重排和织构（Texture）形成的过程。本书深入剖析了不同合金系——尤其是高强钢（AHSS，如DP、TRIP钢）和钛合金——在大变形过程中的位错滑移机制。重点讨论了织构演变如何影响最终部件的机械性能，如拉伸强度、断裂韧性（FLD）的局部变化，并提出了一种基于EBSD（电子背散射衍射）数据的成形质量预测方法。 3. 临界失效分析与预防： 传统的起皱（Wrinkling）和破裂（Tearing）判据被提升到新的高度。我们引入了基于能量密度最小化原理的起皱预测模型，该模型考虑了边界条件下的摩擦系数和润滑膜的剪切强度。对于破裂，本书不再局限于厚度减薄率的简单评估，而是着重分析了应力张量在局部颈缩区域的偏斜角（Angled Necking）对裂纹萌生的影响，并提供了先进的补偿技术，例如局部预拉伸或非对称模具设计。 第二部分：先进模具设计与表面工程 模具是深冲工艺的灵魂。本部分将视角聚焦于如何通过模具的几何优化、材料选择及表面改性技术，实现高精度、长寿命的复杂零件制造。 1. 复杂曲面模具的逆向工程与优化： 面对航空结构件或复杂汽车内饰件对曲面精度日益严苛的要求，本书介绍了使用点云数据（Point Cloud Data）驱动的模具逆向设计流程。重点阐述了如何利用参数化建模技术（如NURBS曲面重建）精确控制压力角和圆角半径，以避免应力集中。对于多工位级进模（Progressive Die）的设计，书中提供了基于拓扑优化（Topology Optimization）的导向结构支撑设计，用以分散冲压力并减轻模具本体的变形。 2. 模具材料的极端性能要求： 传统工具钢（如D2，H13）在高应力、高疲劳载荷下寿命受限。本书详细评估了粉末冶金工具钢（PM Steels）在抗磨损和抗压强度方面的优势。更进一步，探讨了使用高性能陶瓷涂层（如TiAlN、CrN）或类金刚石碳（DLC）涂层对模具表面进行处理，如何显著降低摩擦系数，延长模具寿命，特别是在处理腐蚀性介质或高粘度润滑剂时。 3. 间隙与补偿策略的精确控制： 深冲的成败往往取决于工件边缘与模具凹凸模之间的间隙（Clearance）。本书提供了一套基于板材厚度、屈服强度和摩擦系数的动态间隙计算公式，而非依赖标准查表法。此外，针对大型、高精度模具在装配和工作温度变化下必然发生的弹性变形和热膨胀，详细介绍了基于激光追踪测量的模具预补偿（Pre-Compensation）技术，确保最终零件的尺寸精度达到微米级。 第三部分：过程控制、自动化与智能制造集成 将深冲技术推向工业4.0的前沿，要求对冲压过程进行实时的、闭环的监测和控制。 1. 实时力/位移反馈控制系统： 本书详细阐述了集成式传感器系统在冲压机上的部署，包括压装力传感器（Load Cells）和位移编码器。重点分析了如何利用高速数据采集（DAQ）系统捕获冲压周期中的瞬态力曲线，并将其与预设的“签名曲线”（Signature Curve）进行比对，以实时识别缺陷（如起皱或模具间隙异常）。提出了基于模糊逻辑的闭环压力调节算法，确保在不同批次板材性能略有波动时，仍能维持恒定的成形压力。 2. 润滑剂的智能选择与应用： 润滑剂在深冲中起着隔离、冷却和减少磨损的关键作用。本书对基于高分子聚合物、石墨和氟化物的先进冲压油进行了性能对比测试。更重要的是，讨论了如何利用喷射技术（如脉冲空气辅助喷射）实现对模具特定区域的润滑剂精准涂覆，避免了传统浸渍法带来的过多残留物和清洁负担。 3. 模内传感器技术与缺陷诊断： 介绍了利用压电薄膜传感器（PVDF）直接嵌入模具型腔中，以监测成形过程中的局部应变和应力分布。通过分析模内传感器采集的应力波形，可以精确判断局部应力是否超出了材料的极限，从而实现“零缺陷出件”。这种直接的物理反馈机制，为下一代智能冲压系统的开发奠定了数据基础。 总结与展望 本书超越了对传统深冲操作流程的简单描述，而是深入探讨了材料、工具与过程控制的交叉科学。通过结合先进的数值模拟、材料微观分析以及实时反馈系统，本书为读者提供了一套面向未来、解决高难度金属成形挑战的综合性工程工具箱。阅读本书，您将掌握将复杂工程设计转化为高精度、高效率制造的尖端技术。

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