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出版者:机械工业出版社

作者:管殿柱

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:30.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111146995

丛书系列:

图书标签:

• AutoCAD
• 机械工程
• 绘图
• 教程
• 2004
• 基础
• 计算机辅助设计
• CAD
• 机械制图
• 工程图学

《机械设计与制造技术前沿》 图书简介 本书旨在为机械工程领域的专业人士、高校师生以及技术爱好者提供一个全面、深入、前沿的知识视角，聚焦于当代机械设计、先进制造技术、材料科学与智能控制等核心领域的发展脉络与实践应用。本书内容结构紧凑，理论深度与工程实用性并重，力求展现机械工业在“工业4.0”背景下的转型升级趋势。 第一部分：现代机械设计理论与方法 本部分深入探讨了传统机械设计理论的现代化发展，强调了可靠性、轻量化和多功能集成化设计理念的应用。 第一章：基于性能的机械系统设计（Performance-Based Mechanical System Design） 本章详细解析了如何从系统性能需求出发，构建多学科交叉的设计流程。重点介绍了面向对象的设计方法（Object-Oriented Design, OOD）在复杂机械结构参数化建模中的应用。讨论了拓扑优化（Topology Optimization）和形状优化（Shape Optimization）在减轻结构重量、提高刚度比方面的最新算法进展，特别是与有限元分析（FEA）无缝集成的设计迭代策略。此外，本章还涵盖了疲劳寿命预测模型（如应力-寿命法和应变-寿命法的改进）在确保长期可靠性方面的实际应用案例。 第二章：高级机构学与运动学仿真 本章侧重于复杂机构的运动学和动力学分析。详细介绍了多闭环机构、并联机器人（Parallel Manipulators）的位姿解算方法，包括雅可比矩阵的奇异性分析及其在轨迹规划中的规避策略。动力学仿真部分，阐述了拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程在求解复杂多体系统动态响应中的应用，特别是在高速机械和振动控制系统中的建模与仿真技术。 第三部分：先进制造技术与增材制造 本部分是本书的重点之一，全面介绍了当代制造工艺的革新，特别是数字化制造和增材制造（Additive Manufacturing, AM）对产品开发周期的影响。 第三章：数字化车间与工业物联网（IIoT） 本章探讨了数字化车间（Digital Factory）的架构设计，包括制造执行系统（MES）、企业资源规划（ERP）的集成。重点分析了基于工业物联网（IIoT）的设备状态监测（Condition Monitoring）和预测性维护（Predictive Maintenance, PdM）技术。通过实时采集的传感器数据，运用机器学习算法对设备健康状态进行评估，从而优化维护计划，最大化设备综合效率（OEE）。 第四章：增材制造工艺与后处理技术 本章系统梳理了当前主流的金属和高分子材料增材制造技术，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和光固化（SLA）的工艺参数控制。深入剖析了增材制造过程中特有的缺陷（如残余应力、孔隙率）的形成机理及其控制方法。针对AM零件的特殊性，详细介绍了热等静压（HIP）、表面精加工和热处理等关键后处理技术，以确保最终产品的机械性能和表面质量达到设计要求。 第四部分：智能控制与系统集成 本部分关注机械系统中的感知、决策与执行的智能化发展趋势。 第五章：精密运动控制与伺服系统优化 本章讲解了高精度运动控制系统的设计原理，包括先进的PID控制、自适应控制和鲁棒控制在减小系统误差中的应用。重点分析了伺服电机选型、驱动器参数整定以及高分辨率编码器的使用规范。特别针对数控机床和自动化生产线，探讨了前馈控制和模型参考自适应控制（MRAC）如何提升系统对外部扰动的响应速度和精度。 第六章：人机交互与虚拟现实技术在机械工程中的应用 本章关注工程实践中的人机界面优化和设计验证流程的革新。详细介绍了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在装配指导、远程维护和操作员培训中的集成应用。讨论了如何通过沉浸式环境，加速设计评审流程，减少物理样机制作的成本和时间。同时，分析了触觉反馈设备（Haptics）在远程操作和精密装配任务中的技术潜力。 第五部分：先进材料与结构失效分析 本部分聚焦于承载部件的材料选择、性能提升以及失效的科学诊断。 第七章：高性能结构材料的选材与改性 本章涵盖了航空航天、新能源汽车等领域对新材料的需求。详细介绍了高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）的微观结构特征及其优异的力学性能。讨论了先进复合材料（如碳纤维增强热塑性塑料CFRP/TP）的设计、层合板铺层设计理论以及与传统金属材料的连接技术。此外，还包括了表面工程技术，如等离子喷涂和PVD/CVD涂层，以提高部件的耐磨损和耐腐蚀性能。 第八章：现代断裂力学与结构健康监测（SHM） 本章深入研究了材料和结构在复杂载荷下的损伤演化过程。详细阐述了弹塑性断裂力学（如J积分和CTOD方法）在评估高强度材料中裂纹扩展速率的应用。结构健康监测（SHM）部分，重点介绍了基于超声波、光纤光栅（FBG）和导电聚合物传感器的实时损伤识别与定位技术，以及如何将这些数据反馈到设计和维护流程中，形成闭环管理。 本书的编写风格严谨，案例丰富，融合了最新的学术研究成果与工业界成熟的应用经验，是机械工程师提升专业能力、把握技术方向的理想参考书。

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