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出版者:中国水利水电出版社

作者:刘健 倪建立 邓永辉

出品人:

页数:174

译者:

出版时间:2003-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787508412627

丛书系列:

图书标签:

• Zen&ArtofTransformerMaintenance
• 配电自动化
• 智能电网
• 电力系统
• 自动化技术
• 电力电子
• 继电保护
• 通信技术
• SCADA
• DMS
• EMS

精密机械设计与制造：基础理论与前沿技术 本书导读： 在现代工业体系中，精密机械设计与制造是衡量一个国家工业化水平的重要标志。本书旨在为工程技术人员、高等院校师生提供一本全面、深入且具有前瞻性的参考资料，系统阐述精密机械系统的设计原理、关键技术、先进制造工艺及其在高端装备中的应用。我们将聚焦于如何实现微米乃至纳米级的加工精度、如何保证复杂机构的可靠性和长寿命，以及如何利用智能化手段提升制造效率和产品质量。 第一部分：精密机械设计基础理论 本部分奠定整个精密机械设计与制造领域所需的理论基石，强调从系统层面理解误差的产生、传递与控制是实现高精度的前提。 第一章 误差理论与公差配合的精细化管理： 本章深入探讨误差的统计学特性，包括系统误差与随机误差的量化分析方法。详细介绍误差流分析（Error Flow Analysis）在复杂机械链设计中的应用，旨在预测并最小化累积误差。重点讲解了基于概率的公差设计方法，超越传统的完全配合原则，引入ISO 286/2008及更严格的几何公差（GD&T）标准，特别是形位公差在功能性约束下的应用策略，如最大实体要求（MMR）和最小裕度要求（LMR）在特定装配场景中的精确计算与应用。探讨了环境因素（如温度、湿度、振动）对机械精度保持能力的动态影响模型。 第二章 机械系统动力学与振动控制： 精密机械往往在高速、高频的工作环境下运行，动力学特性直接决定了其加工性能和稳定性。本章首先回顾了多自由度系统的模态分析方法，并引入有限元分析（FEA）在识别结构固有频率和振型中的应用。核心内容聚焦于主动和被动减振技术：被动减振包括优化阻尼材料的选择与布置，以及采用隔振平台；主动减振则详细介绍压电作动器、磁悬浮技术在消除高频振动中的最新进展及其控制算法（如LQR、H-infinity控制）。讨论了颤振（Chatter）现象的机理分析与抑制策略，这对高速切削和磨削至关重要。 第三章 摩擦、润滑与表面工程： 摩擦与磨损是精密运动部件寿命的决定性因素。本章不仅涵盖了经典的接触理论（如Hertz接触理论的修正），更深入探讨了在微观尺度下的粘附、润滑膜的破裂机制。重点介绍了先进的润滑技术，包括干摩擦润滑、固体润滑层（如DLC涂层）的制备与性能评估，以及磁流体密封技术在高真空和洁净环境中的应用。表面工程方面，详细阐述了离子镀、PVD/CVD技术在改善基体材料耐磨性、耐腐蚀性方面的工艺参数控制与微观结构表征。 第二部分：高精度运动控制与驱动技术 本部分关注如何实现对精密运动部件的精确、快速、柔顺的控制，这是数控机床和自动化设备的核心所在。 第四章 直驱与伺服系统集成设计： 系统分析了永磁同步电机（PMSM）作为精密驱动源的优势，并详细介绍了直驱（Direct Drive, DD）系统的结构设计、绕组优化及磁场耦合分析。重点阐述了精密伺服系统的闭环控制策略，包括PI/PID控制器的参数整定、前馈补偿技术以及如何应用高分辨率编码器（如光栅尺、旋转变压器）进行精确的位置反馈。讨论了在面对负载变化和外部扰动时，如何通过自适应控制和鲁棒控制提升系统的动态跟踪精度和稳定性。 第五章 纳米级进给与定位技术： 对于需要亚微米甚至纳米级分辨率的场合（如半导体制造、精密测量），传统机械传动链无法满足要求。本章全面介绍了各种纳米定位装置的工作原理、性能指标与局限性：如压电陶瓷作动器（PZT）的非线性特性补偿、线性马达的精细化设计、以及空气轴承和磁悬浮轴承的应用。特别讲解了运动控制中的误差源辨识与补偿技术，包括间隙补偿、螺距误差补偿和滞环补偿的实时算法实现。 第六章 运动学、轨迹规划与误差补偿： 本章从数学模型角度解析复杂机构的运动学关系，特别是对于多轴联动系统，详细论述了正、逆运动学求解的数值稳定性问题。针对高速高精度加工，重点介绍了先进的轨迹规划算法，如S曲线加加速度控制、五次多项式插补算法，旨在减少加减速过程中产生的冲击和振动。深入探讨了误差实时补偿技术，包括激光干涉仪作为外部基准对机床误差的在线校正流程与数据融合方法。 第三部分：先进精密制造工艺与装备 本部分聚焦于实现高精度产品所需的先进加工技术，特别是对材料去除与成形过程的精确控制。 第七章 超精密加工技术： 超精密加工是实现零件表面粗糙度Ra < 0.01 μm的必要手段。本章详述了金刚石车削、抛光（如磁流变抛光MRF）的工艺机理与参数优化。针对光学元件和微结构制造，详细介绍了离子束抛光（IBF）和电子束曝光（E-beam Lithography）的技术流程与优势。关键在于如何控制微米级切深下的切削力、热影响区以及残余应力的产生与分布。 第八章 微纳制造技术与增材制造的精度挑战： 微纳加工涉及光刻、蚀刻等半导体工艺的基础原理，并扩展到LIGA技术和微注射成型（MIM）。在增材制造（AM）领域，本书关注其在精密结构件制造中的精度问题，特别是激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）中，如何通过优化扫描策略、粉末特性控制来减小孔隙率、提高致密度和控制残余应力，以满足高精度装配的要求。 第九章 计量检测与质量保证体系： 精密制造的闭环必须依赖于高精度的测量反馈。本章系统介绍了三坐标测量机（CMM）、光学轮廓仪、原子力显微镜（AFM）等高端测量设备的原理和误差标定方法。重点讨论了在复杂曲面和非接触式测量中的挑战，如扫描探针的探针误差补偿。此外，引入了基于过程能力的统计质量控制（SPC）方法，以及在线监测技术（如声发射、热成像）在早期发现制造缺陷中的应用。 结语： 本书内容覆盖了从理论基础到前沿应用的完整链条，力求在理论深度和工程实践性之间取得平衡，是致力于推动我国高端装备制造业向更高精度、更高可靠性迈进的技术人员的必备参考书。

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这本书的结构安排非常巧妙，它不是线性的知识灌输，而更像是一个层层递进的知识迷宫，引导你逐步深入核心。最开始的几章着重于宏观的系统架构和历史演变，建立起对“电网智能化”的整体概念。然后，它会突然转向一些非常具体的、操作层面的内容，比如特定通信协议在配电网络中的应用规范，这种跳跃感反而让我感到惊喜，因为它避免了长时间的理论铺陈带来的枯燥感。我特别喜欢它在介绍新概念时采用的对比手法，比如将传统的继电保护逻辑与基于信息技术的自愈合机制进行对比，通过差异化的描述，能让人迅速抓住新技术的精髓所在。不过，对于初次接触这个领域的读者来说，这种结构可能需要一定的适应期，因为它要求读者必须具备一定的电力基础知识才能完全跟上节奏。但对于有一定基础，想系统化梳理知识脉络的人来说，这本书就像一个结构清晰的知识地图，能帮助你精准定位到自己感兴趣或薄弱的环节进行攻克。

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读完这本书后，我最大的感触是它极大地拓展了我对“配电”这个概念的理解边界。我原以为它只是关于变压器和开关的简单配置，但这本书彻底颠覆了我的固有印象。作者在探讨如何提高电能质量的那几章中，穿插了大量关于电磁兼容性（EMC）的知识，这让我意识到，现代电力系统的复杂性已经跨越了传统的电气工程范畴，开始深度融合通信、控制乃至软件工程的思维。特别是书中对“边缘计算在配电侧的应用潜力”的论述，提出了许多富有前瞻性的设想，例如如何在毫秒级的时间窗口内完成海量数据分析并做出响应的决策机制。这种将前沿科技概念无缝融入成熟工程实践的能力，是这本书最令人称道之处。它不仅仅是记录现有技术，更像是一次对未来电网形态的预演，让人在合上书本后，仍能久久回味那种技术变革带来的冲击和兴奋感，对行业未来的发展方向有了更清晰的导航。

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这本书的封面设计得相当醒目，那种深邃的蓝色调搭配跳跃的橙色线条，一下子就抓住了我的眼球。我本来对电力系统这种略显枯燥的技术领域兴趣不大，但看到封面上“智能电网”几个字，心里咯噔一下，觉得或许能从这本书里找到一些关于未来能源的新视角。翻开第一页，文字的排版非常清晰，字体大小适中，阅读起来毫无压力。我原本以为它会是那种堆砌了大量专业术语的教科书，结果前几章居然引入了很多生动的案例，比如某个城市如何通过技术升级实现了电网的自我修复，这种故事化的叙述方式，极大地激发了我继续往下读的欲望。作者似乎非常擅长将复杂的原理用大白话讲出来，即便是像我这种非专业人士，也能大致理解背后的逻辑。尤其让我印象深刻的是其中关于“分布式能源接入”的章节，那部分深入浅出地讲解了太阳能和风能如何与传统电网和谐共存，读完后感觉对整个能源格局的未来有了一种全新的认识，这本书在引导读者构建宏观认知方面做得非常出色，绝非那种只注重细节罗列的工具书。

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老实说，这本书的内容深度远超我的预期，它更像是一部严谨的工程学专著，而不是面向大众的科普读物。我尤其欣赏作者在论述中展现出的那种严密的数据支撑和详尽的仿真模型。比如在讲解“故障诊断与隔离”的那一节，书中详细列举了几种不同的算法复杂度对比，并且附带了大量基于实际运行数据的性能图表。对于一个希望深入钻研技术细节的读者来说，这种详尽的论证过程简直是宝藏。我花了整整一个下午来研究其中关于“暂态稳定分析”的部分，作者没有停留在理论公式的展示，而是将各种参数变化对系统稳定性的影响做了深入的剖析，甚至提到了特定环境下可能出现的次谐波振荡问题。这种对边缘和复杂工况的关注，显示出作者深厚的实践经验和扎实的理论功底。如果你是电力工程的研究生或者需要进行系统级设计工作的工程师，这本书里的每一张图、每一个公式都值得你反复推敲和验证，它为解决实际问题提供了非常坚实的理论基础和操作指导，绝不是那种浮光掠影的介绍性材料。

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这本书的语言风格极其专业且一丝不苟，完全没有多余的修饰和煽情，给人的感觉是“干货满满，效率至上”。我注意到作者在引用行业标准和规范时，引用源头都标注得非常清楚，这对于需要参考权威资料进行工作或学术研究的读者来说，无疑是巨大的加分项。在谈论到数据安全和网络攻击防御这一新兴领域时，作者的论述显得尤为冷静和客观，没有采用夸张的“末日论调”，而是基于现有的安全体系架构，分析了各个薄弱环节的潜在风险，并提出了具有可操作性的缓解措施。例如，书中详细分析了IEC 61850标准下网络隔离层的具体实现要求，这部分内容非常硬核，对于负责信息安全集成的人员来说，简直是定制化的参考手册。总的来说，这本书给我的感受是：这是一份作者对自己领域理解的极度凝练与升华，它不寻求讨好读者，只专注于信息的准确传达和知识的精确构建，适合那些追求严谨性和深度解读的专业人士。

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