具体描述
《生态学与循环经济》从生态学这一全新的视野出发，以工业经济活动和农业经济活动为主线，论述了依据生态学原理发展循环经济、实现工农业生态化转向是实现工农业可持续发展的必由之路。
本著作得到了沈阳工业大学学科建设专项基金的资助。
机械设计与制造技术：面向智能制造时代的优化与创新 本书导言： 在全球制造业向智能化、绿色化转型的浪潮中，传统机械设计与制造技术正面临前所未有的挑战与机遇。本书《机械设计与制造技术：面向智能制造时代的优化与创新》旨在为工程技术人员、高校师生以及相关领域的研究者提供一套系统、前沿且具有实践指导意义的知识体系。我们深知，未来的制造系统不仅要求高精度和高可靠性，更需要具备自适应、柔性化和高效的资源利用能力。因此，本书将视角聚焦于如何将现代信息技术、先进材料科学与经典机械工程原理深度融合，构建面向“工业4.0”和“中国制造2025”的下一代制造技术。 第一部分：现代机械设计理论的深化与拓展 本部分着重于对传统机械设计方法论的革新与深化，强调在多目标优化和复杂约束条件下的决策过程。 第一章：面向全生命周期的设计理念 探讨如何将产品的整个生命周期——从概念设计、材料选择、制造加工、使用维护直至报废回收——纳入统一的设计框架。重点分析生命周期评估（LCA）在机械结构优化中的应用，特别是如何利用拓扑优化方法在保证结构性能的同时，最小化材料消耗和制造成本。我们将详细介绍可靠性设计与故障诊断的集成方法，超越传统的安全系数设计，引入基于概率和风险评估的先进可靠性工程。 第二章：先进机构学与运动控制 超越传统的平面机构分析，本章深入研究空间复杂机构、并联机器人和柔顺机构的设计原理。详细阐述了变拓扑机构、模块化机构的构建方法，以及如何利用新型驱动技术（如磁悬浮驱动、形状记忆合金驱动）实现超高速、高精度和高柔顺性的运动控制。特别关注理论运动学与动力学在复杂机械系统（如高精度机床主轴、精密装配设备）设计中的建模与仿真技术。 第三章：结构强度与多物理场耦合分析 传统强度设计往往局限于静态或简单动态载荷。本章的核心在于多物理场耦合分析。我们将深入探讨热-结构耦合、流体-结构相互作用（FSI）以及电磁-结构耦合在高速旋转机械、极端环境设备设计中的应用。详细介绍有限元分析（FEA）的高级技巧，包括材料本构模型的选择、网格自适应技术，以及如何利用机器学习方法加速复杂非线性问题的求解过程。 第二部分：面向智能制造的先进制造工艺 本部分聚焦于增材制造（AM）的深度应用、先进连接技术以及数字化制造的实施路径，旨在实现“零缺陷”和“按需制造”。 第四章：增材制造（3D打印）的工艺优化与后处理 本书将3D打印视为一种颠覆性的制造范式，而非简单的快速原型技术。深入分析选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和定向能量沉积（DED）等金属增材制造工艺的冶金机理与残余应力控制。重点讨论如何根据打印工艺特点进行反向设计，以充分发挥增材制造在复杂内部结构、轻量化设计上的优势。此外，涵盖了热处理、表面强化等关键后处理技术对最终零件性能的影响。 第五章：精密与超精密加工技术 针对高端装备对零件精度提出的极限要求，本章详细介绍了超精密磨削、微型加工、激光加工等先进切削技术。重点阐述了刀具材料、冷却液优化以及机床刚度设计在亚微米级加工中的关键作用。引入在线误差补偿和接触式/非接触式在位测量技术，以确保加工过程的实时反馈和质量控制。 第六章：先进连接技术与异种材料连接 现代机械系统往往由不同材料（如复合材料、高强度钢、钛合金）构成。本章系统阐述了搅拌摩擦焊（FSW）、激光复合焊等先进固态连接技术。重点分析了异种材料（如金属与陶瓷、金属与高分子复合材料）之间的界面完整性和连接强度评估方法，为轻量化结构的设计与制造提供技术支撑。 第三部分：数字化、集成化与系统优化 本部分是连接设计与制造、实现智能化工厂的核心技术所在。 第七章：数字化孪生（Digital Twin）在机械系统中的构建与应用 本书将“数字化孪生”定义为实时反馈和预测性维护的基础。详细介绍如何通过传感器网络、物联网（IoT）技术实时采集物理实体（如机床、生产线）的运行数据，并构建高保真度的虚拟模型。重点阐述如何利用孪生模型进行远程诊断、工艺参数优化和故障预警，实现从被动维护到主动运维的转变。 第八章：制造过程的优化控制与柔性制造系统（FMS） 本章探讨如何利用先进的优化算法（如遗传算法、粒子群优化）对复杂的生产排程、物流路径进行全局优化。深入研究柔性制造系统（FMS）的架构设计，特别是如何通过可重构的自动化设备和模块化的夹具系统快速响应产品的小批量、多品种生产需求。 第九章：人机工程学与智能交互界面 在智能制造环境中，人与机器的协作变得至关重要。本章关注高级人机界面（HMI）的设计原则，包括增强现实（AR）/虚拟现实（VR）技术在设备维护、操作指导中的应用。同时，深入分析安全人机工程学，确保操作人员在与自动化系统交互时的安全与舒适性，提升操作的直观性和效率。 结语：面向未来的机械工程 本书的最终目标是培养读者具备在新技术冲击下，能够整合跨学科知识、解决复杂工程问题的能力。未来的机械工程师不仅需要精通力学和材料，更需掌握数据科学、信息物理系统（CPS）的理念，驱动制造技术的持续创新与升级。本书提供的理论框架和实践案例，将成为读者在智能制造领域深耕的坚实阶梯。
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