本书系统地介绍了典型金属构件先进成型技术的数值建模与仿真方法，内容涵盖增材制造、硬面堆焊和环件轧制成型三大领域。本书共分5章，包括绪论、金属构件微尺度铸轧无模直接成型技术、大型磨辊类耐磨结构件硬面堆焊数值仿真、基于软计算的智能算法在焊接领域的数值建模、双沟截面环件冷辗成型理论与数值仿真。本书旨在建立定量化的数值模型，实现典型金属构件成型过程的**化和**化，以科学**地指导工程生产实践。 本书可供力学、土木、材料、船舶等专业领域的科研人员及相关工程技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考书。

0 绪论 0.1 典型金属构件加工技术介绍 0.1.1 金属构件微尺度铸轧无模直接成型技术分析 0.1.2 大型磨辊类耐磨结构件硬面堆焊数值仿真分析 0.1.3 基于软计算的智能算法在焊接领域的数值建模 0.1.4 双沟截面环件冷辗成型理论与数值仿真分析 0.2 国内外研究现状 0.2.1 金属构件无模直接制造技术研究现状 0.2.2 面向再制造的硬面堆焊技术研究现状 0.2.3 智能建模技术在焊接领域的研究现状 0.2.4 异形截面环件冷辗成型技术研究现状 0.3 本书主要工作及创新点 参考文献 1 金属构件微尺度铸轧无模直接成型技术 1.1 金属构件微尺度铸轧成型基础理论 1.1.1 金属构件微尺度铸轧的重熔热交换模型 1.1.2 金属构件微尺度铸轧的凝固相变模型 1.1.3 稳定固液界面的一维热传导模型 1.1.4 压差对出口端熔体速度的影响 1.1.5 熔体流速和基板运动速度的匹配关系 1.2 金属构件微尺度铸轧成型数值计算方法 1.2.1 金属构件微尺度铸轧过程数学控制方程 1.2.2 金属构件微尺度铸轧数值离散方法 1.2.3 金属构件微尺度铸轧数值计算模型建立 1.2.4 金属构件微尺度铸轧数值计算结果 1.2.5 小结 1.3 金属构件微尺度铸轧成型工艺试验 1.3.1 恒液位熔炉设计与加工 1.3.2 微尺度铸轧工艺试验平台搭建 1.3.3 微尺度铸轧工艺试验实施与结果 本章小结 参考文献 2 大型磨辊类耐磨结构件硬面堆焊数值仿真 2.1 磨辊的硬面堆焊技术 2.1.1 硬面堆焊工艺和材料 2.1.2 磨辊硬面堆焊再制造 2.1.3 磨辊硬面堆焊复合制造 2.2 磨辊硬面堆焊的数值仿真方法 2.2.1 常用焊接数值仿真方法 2.2.2 热循环曲线法 2.2.3 热弹塑性有限元法 2.2.4 SYSWELD多道焊仿真流程及注意事项 2.3 硬面堆焊数值仿真方法验证 2.3.1 网格模型建立 2.3.2 热源校核及热循环曲线提取 2.3.3 结果讨论与方法验证 2.4 磨辊堆焊再制造数值计算 2.4.1 HRM2800型磨辊堆焊再制造工艺过程 2.4.2 材料性能参数计算及材料库建立 2.4.3 堆焊再制造网格模型建立 2.4.4 热源校核及热循环曲线提取 2.4.5 仿真过程及结果讨论 2.4.6 小结 2.5 磨辊堆焊复合制造数值仿真 2.5.1 ZGM95型磨辊堆焊复合制造工艺过程 2.5.2 基材及堆焊合金层性能参数 2.5.3 堆焊复合制造网格模型建立 2.5.4 热源校核与热循环曲线提取 2.5.5 磨辊复合制造仿真过程 2.5.6 磨辊复合制造仿真结果讨论 2.5.7 小结 本章小结 参考文献 3 基于软计算的智能算法在焊接领域的数值建模 3.1 常用智能建模算法 3.1.1 人工神经网络 3.1.2 遗传算法 3.1.3 支持向量机 3.2 GA优化BP神经网络的TIG焊缝尺寸预测模型 3.2.1 GA BP神经网络模型 3.2.2 焊缝尺寸预测及结果分析 3.3 平板堆焊焊接变形的神经网络预测模型 3.3.1 TIG平板堆焊实验 3.3.2 平板堆焊数值仿真 3.3.3 人工神经网络模型 3.3.4 结果分析讨论 3.3.5 小结 3.4 T形接头的固有变形预测模型 3.4.1 固有变形理论 3.4.2 有限元模型及实验验证 3.4.3 数值仿真实验 3.4.4 BP神经网络预测模型 3.4.5 支持向量机（SVM）预测模型 3.4.6 典型大型船体结构的焊接变形预测 3.4.7 明珠湾大桥钢桥面板焊接变形预测 本章小结 参考文献 4 双沟截面环件冷辗成型理论与数值仿真 4.1 双沟环件冷辗成型基础理论 4.1.1 双沟环件冷辗外径增长规律 4.1.2 双沟环件冷辗导向辊控制方式 4.1.3 双沟环件冷辗工艺设计方法 4.2 双沟环件冷辗数值计算方法 4.2.1 几何模型及材料属性 4.2.2 接触对及边界条件定义 4.2.3 网格划分及单元类型 4.2.4 装配及输出数据定义 4.2.5 数值仿真关键注意事项 4.3 4206型双沟轴承外圈理论仿真案例 4.3.1 毛坯尺寸优选模型 4.3.2 芯辊进给速度优选模型 4.3.3 毛坯尺寸的仿真结果分析 4.3.4 进给速度的仿真结果分析 4.4 双沟轴承外圈冷辗扩成型实验 4.4.1 实验设备 4.4.2 毛坯及轧辊的设计加工 4.4.3 实验过程 4.4.4 实验结果分析 本章小结 参考文献