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| 編輯推薦： |
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本书主要基于金属切削理论和控制理论，初步探讨金属切削机理及其过程控制基本规律。主要研究内容包括： 表面织构刀具切削机理；超声振动金属切削机理；切屑卷曲与断裂机理研究；金属切削过程动力学建模及振动影响规律；铣削系统模型跟踪颤振控制等。本书可作为机械类专业研究生学习的教材或教辅，也可以作为工程技术人员学习的参考书。
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| 內容簡介： |
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本书从理论层面阐述了金属切削过程与控制中的有关基本规律和基本控制方法，使读者在掌握高等数学、工程力学、金属材料及热处理、金属切削原理与刀具等基本知识的前提下，研究探讨金属切削机理及其过程控制。本书可作为机械类专业研究生学习的教材或教辅，也可以作为工程技术人员学习的参考书。
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| 關於作者： |
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王大中，男，1966年出生，2005年和2008年分别取得日本山形大学工学硕士和工学博士学位。先后在中国石油吉林化学工业公司、吉林工业职业技术学院、日本山形大学等单位从事机械设计、教学、科研工作，2009年留学归国进入上海工程技术大学从事金属切削与控制等方面的教学和科研工作。现为国际电子工程师协会（ IEEE）会员、上海市自动化学会会员。近年来围绕切削控制等领域发表多篇学术论文。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 研究现状和发展趋势
1.1.1 金属切削机理研究现状
1.1.2 切削颤振系统建模研究现状
1.1.3 切削颤振机理及其主动控制
1.2 本书主要内容
参考文献
第2章 切削力与切削温度
2.1 引言
2.2 切削力
2.2.1 切削力学模型
2.2.2 切削变形程度
2.3 切削温度
2.3.1 切削热的产生与传播
2.3.2 切削温度与切屑能量
2.4 刀具的磨损与破损
2.4.1 刀具磨损理论
2.4.2 刀具破损机理
参考文献
第3章 有限元基础理论
3.1 金属切削模型
3.1.1 材料模型
3.1.2 几何模型
3.1.3 摩擦模型
3.2 金属切削有限元方法
3.2.1 有限元方法
3.2.2 有限元建模
3.2.3 有限元软件
3.3 有限元仿真中的切屑分离准则
3.3.1 几何分离准则
3.3.2 物理分离准则
3.3.3 刀屑间的摩擦特性
参考文献
第4章 表面织构形式对刀具切削性能影响的研究
4.1 引言
4.2 刀具表面织构切削性能研究
4.2.1 刀具表面织构形状设计
4.2.2 表面织构刀具有限元建模
4.2.3 表面织构刀具切削仿真研究
4.2.4 表面织构形状对切屑弯曲程度影响分析
4.3 表面织构结构对刀具切削性能影响的研究
4.3.1 表面织构宽度
4.3.2 表面织构深度
4.3.3 表面织构间距
4.4 基于田口法的正交实验分析
4.4.1 田口法
4.4.2 实验研究
4.4.3 切削力和切削温度的信噪比
4.4.4 切削力和切削温度方差分析
4.4.5 优化参数的预测
参考文献
第5章 超声振动金属切削机理研究
5.1 引言
5.2 超声振动切削基本理论
5.2.1 超声振动切削系统的构成
5.2.2 单向超声振动切削机理和运动学特性
5.2.3 椭圆超声振动切削机理和运动学特性
5.3 钛合金普通切削规律研究
5.3.1 有限元仿真建模与实验研究
5.3.2 积屑瘤的形成规律
5.3.3 切削力变化规律研究
5.3.4 温度场变化规律分析
5.3.5 应力场和应变场
5.4 钛合金超声振动切削力特性研究
5.4.1 超声振动切削对积屑瘤的影响规律研究
5.4.2 切削力变化规律研究
5.5 钛合金超声振动切削过程中应力与温度特性研究
5.5.1 应力场变化规律分析
5.5.2 温度场变化规律研究
参考文献
第6章 切屑卷曲与折断机理研究
6.1 引言
6.2 切屑卷曲机理研究
6.2.1 切屑的类型及其变化规律
6.2.2 切屑卷曲有限元仿真研究
6.3 切屑折断机理研究
6.3.1 切屑折断的有限元仿真研究
6.3.2 刀具结构断屑性能研究
参考文献
第7章 金属切削振动理论及颤振机理研究
7.1 引言
7.2 金属切削横向振动机理研究
7.2.1 横向振动理论分析
7.2.2 横向振动响应仿真研究
7.2.3 切削正交实验研究
7.3 金属切削纵向振动机理研究
7.3.1 纵向自由振动分析
7.3.2 纵向振动响应分析
7.3.3 综合振动响应分析
7.3.4 模态分析
参考文献
第8章 铣削系统模型跟踪颤振抑制
8.1 引言
8.2 一般非线性时滞模型跟踪控制系统
8.2.1 一般非线性时滞控制系统设计
8.2.2 系统内部稳定性
8.3 时滞LPV铣削过程的颤振控制
8.3.1 时滞LPV铣削系统
8.3.2 时滞LPV系统状态空间
8.3.3 时滞LPV系统仿真研究
参考文献
附录
附录A|pEAs|的推导
附录B引理1的证明
附录C引理3的证明
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| 內容試閱：
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金属切削过程是一个非常复杂的弹塑性变形过程，涉及弹性力学、塑性力学、断裂力学等多学科，采用传统解析方法很难对切削机理进行定量研究，需要借助数值仿真技术，特别是基于有限元法开展对切削机理的研究。目前，采用有限元仿真已能解决金属成形的仿真相关问题，随着有限元分析软件的不断发展和成熟，对金属切削过程的研究已经从单因素实验进入到多因素实验，从简单的静态观测进入到复杂的动态观测，从宏观研究过渡到微观研究。切削加工颤振是影响加工效率和质量的重要因素，时滞型颤振因受时滞因素影响，给颤振产生与传递机理研究和主动控制研究带来难度。
本书综合作者多年从事金属切削的理论研究成果，借鉴本领域大量国内外文献资料，阐述近年来作者所在科研团队在本领域的研究成果。全书由8章构成，其中第1章至第3章属切削基本理论介绍，第4至第5章是金属切削机理研究范畴，第6章至第8章探讨切削振动及过程控制理论与实践规律。各章简要内容为： 第1章是全书的绪论，主要回顾金属切削机理研究现状、切削颤振系统建模研究现状，总结金属切削理论成果及存在的不足，展望切削颤振机理及其主动控制研究趋势，阐述本书理论研究的基本问题； 第2章对切削力学模型进行了分析，对切削温度分布、刀具磨损规律进行了综述； 第3章总结金属切削过程几何模型的发展历程，进行金属切削有限元理论基本问题的探讨，形成本研究的理论基础； 第4章分析表面织构刀具在金属切削过程中切削力、切削温度和应力分布情况的变化特点，并从切屑的角度分析表面织构刀具在切削过程中的作用； 第5章针对分离型单向和椭圆超声振动特点，分析其切削机理和刀具轨迹，阐述了有限元方法的思想并利用有限元软件建立仿真模型，选定适用于钛合金切削的材料本构模型、材料断裂模型、切屑分离准则、热传导模型及摩擦模型等进行论述； 第6章讨论了切屑卷曲与折断机理，利用有限元仿真与实验相结合的方法，探讨切屑卷曲与折断的机理与控制方法； 第7章基于横向及纵向振动理论建立合理的工件切削过程模型，通过理论分析与实验相结合的方法，定量研究细长轴车削时的弯曲变形及振幅的影响因素，寻求减小振动变形的方法； 第8章提出铣削模型跟踪控制系统设计方法，有效抑制铣削加工系统颤振，改善工件表面质量。
在本书成稿过程中有幸得到国内外同行的大力支持。特别感谢上海交通大学陈明教授、广东工业大学王成勇教授、浙江工业大学袁巨龙教授、东北大学朱立达教授、日本山形大学大久保重范教授等给予的大力帮助。团队成员鲁燕、印佳慧、张嘉嘉、孔超、魏磊、姜浪浪、林靖朋、王鹏、陈飞阳、庞康、范丽颖、迟英昊等研究生做了大量的工作，在此一并致谢。上海工程技术大学特别提供了学术专著出版基金，使得本书得以顺利出版。
本书可作为高校和科研院所机械科学与工程及相关专业的教材或参考书使用，也可供从事相关领域研究的广大工程技术人员阅读参考。因编写时间仓促，错讹之处在所难免，敬请各位专家和读者批评指正。
作者
2020年3月
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