前言

表面光整加工技术作为机械加工的最终加工工艺，对提高产品质量和性能、延长零件及产品整机的使用寿命等具有十分重要的影响。随着机械设备的发展，对提高零件表面质量的光整加工技术提出了越来越高的要求。目前，对光整加工新技术和新工艺的加工动态过程缺乏系统深入的认识和研究，从而影响光整加工技术的完善、应用和推广。近年来，随着计算机成本的不断降低，越来越多的研究可以通过计算机来仿真完成，在保证结果的同时，大大降低了研究成本。

本书共19.1万字，分为6章，第1章概述光整加工技术及其研究现状、离散元法和人工智能技术等。

第2章介绍应用颗粒运动学、动力学理论研究混合介质的受力情况、运动速度、流动特征等，对影响离心滚磨光整加工结果的因素进行理论分析。

第3章介绍采用三维离散元方法建立离心滚磨光整加工过程中磨料颗粒与工件几何模型、接触模型、微观动力学模型。

第4章介绍采用宏观和微观、定量和定性相结合的分析方法，通过DEM三维可视化仿真研究滚筒中混合介质的宏观运动状态、微观加工特征和滚磨光整加工效率三者的内在关系，分析各种因素对加工过程和加工效果的影响，为优化设计及工艺参数提供思路和指导。

第5章介绍采用物理实验方法，对第3章理论分析和第4章仿真结果的正确性进行实验验证。

第6章介绍采用人工神经网络和遗传算法，建立离心滚磨光整加工结果预测模型，实现不同参数加工结果的预测和综合评价，并进行试验验证。

本书在国内外滚磨光整加工相关理论和研究成果的基础上，以离心滚磨光整加工为研究对象，将三维离散元法、人工智能技术引入光整加工领域，采用宏观和微观相结合、定性和定量相结合、动力学仿真和黑箱仿真相结合、数字实验和物理实验相结合等手段，从理论分析、仿真和实验等方面深入研究离心滚磨光整加工过程滚筒中混合介质的宏观运动特征、微观加工机理、加工效率及其影响因素，为设备开发和工业应用提供更为完善的理论支持。

本书的特点是系统性和实用性，有关离心滚磨光整加工过程介质运动分析、建模和可视化仿真均属作者原创性的工作，该项工作研究意义在于：

（1）借助颗粒动力学理论，对离心滚磨光整加工中介质受力、运动速度、加工机理等从理论上进行了详细的分析，确定了介质脱离筒壁的条件，推导出临界传动比和加工效率的理论计算公式。

（2）采用三维离散元法建立了离心滚磨光整加工过程的动力学模型，对滚筒中单个介质和混合介质群的运动过程分别进行可视化仿真。通过分析滚筒运转过程中介质的位置、速度、介质间及介质与筒壁之间的接触力、接触能量、筒壁的受力等，探讨不同参数对介质的运动特征、加工机理、加工效率、加工效果的影响规律。

（3）提出离心滚磨临界传动比的概念，并通过仿真得出不同机型的临界传动比，与理论临界传动比的计算基本吻合。

（4）采用BP神经网络方法建立了离心滚磨光整加工过程的黑箱预测模型，并利用遗传算法对BP神经网络的权值进行优化，用Matlab软件编程进行仿真，实现不同参数下加工结果的预测，为进一步实现多目标优化提供基础。

（5）对离心滚磨光整加工进行实验研究，对转速、传动比、装入量、混合比、磨块直径等主要影响因素进行实验，验证了仿真结果的正确性和有效性。

本书通过仿真深入系统地研究了离心滚磨光整加工在不同参数下介质运动、加工机理、加工效率、加工效果等变化规律，研究成果填补和深化了滚磨光整加工理论；并对离心滚磨机型的设计及操作参数的优化提供了依据；可以代替大量工艺实验，降低研究成本。对其他光整加工技术和新技术的应用、发展提供新的研究途径和方法，对于推动表面光整加工技术的进一步发展及推广应用具有十分重要的意义。

本书从2008 年至今4 年的编写过程中，受到不少专家、学者、老师们的指导和帮助。杨世春、张银喜、汪鸣铮和杨胜强等专家对本书的内容、章节安排提出合理的建议和指导；李文辉、姚平喜、陈红玲、李秀红等教授对本书的内容完善及排版给予大力的支持和帮助，在此谨向他们表示诚恳的感谢！

在本书的编写过程中，也参考了国内外的书籍和论文，在此谨向这些书籍和论文的作者表示衷心的感谢！

限于时间和作者的水平，书中一定存在不少错误和不当之处，恳请专家、同行和读者批评指正。E-mail:syaq1668@163.com。

著者