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出版者:】中国建材工业出版社

作者:李柏龄

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2005-1

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801597977

丛书系列:

图书标签:

• 电工实验
• 电子技术实验
• 电路基础
• 实验教程
• 高等教育
• 理工科
• 实践教学
• 电工学
• 电子技术
• 技能培训

现代机械设计与制造技术：理论与实践前沿 本书聚焦于当代机械工程领域最前沿、最核心的设计与制造技术，旨在为读者提供一套全面、深入且与工业实践紧密结合的知识体系。它不仅仅是一本传统教科书，更是一份面向未来工程师和技术专家的参考手册。 --- 第一部分：先进机械设计理论与方法 第一章：数字化设计与仿真基础 本章深入探讨了现代机械设计流程中数字化工具的应用与核心理论。我们从参数化建模（Parametric Modeling）与特征驱动设计（Feature-Driven Design）的基本原理讲起，重点分析了主流CAD/CAE软件（如CATIA V6, Siemens NX, Creo等）在复杂曲面、实体结构生成中的高级功能。 核心内容包括： 1. 拓扑优化（Topology Optimization）与轻量化设计： 详细介绍基于应力分布和载荷条件的材料优化算法（如渐进结构化法GSM、水平集法Level Set Method）。通过实例解析如何利用软件实现结构性能与重量比的最佳平衡，特别是在航空航天和高性能汽车部件设计中的应用。 2. 多物理场耦合仿真（Multi-Physics Simulation）： 超越传统的静力学分析，本章侧重于热-力耦合、流体-结构耦合（FSI）的理论基础、有限元（FEA）网格划分策略、以及如何准确设置边界条件和材料本构模型以模拟真实世界工况，如高温高压环境下的机械疲劳。 3. 可靠性导向设计（RBD）： 引入概率设计（Probabilistic Design）的概念，探讨如何量化材料不确定性、制造公差和运行载荷变异性，并使用蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）评估结构在复杂环境下的失效概率。 第二章：先进运动学与动力学分析 本章旨在提升读者对复杂机构运动与受力分析的能力，重点在于非线性动力学和高速运动系统的控制。 1. 多刚体动力学（Multi-Body Dynamics, MBD）： 讲解基于拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程的MBD建模方法。详细分析了柔性多体系统（Flexible MBD）的建立，特别是如何将有限元模型嵌入到动力学仿真中，以捕捉高速运动下的结构变形对系统性能的影响（如旋转机械的颤振分析）。 2. 机械系统控制与振动抑制： 深入探讨主动/被动减振技术。内容涵盖模态分析（Modal Analysis）的高级应用、随机振动响应计算，以及主动隔振系统（Active Vibration Control, AVC）的结构设计与反馈控制器（如PID、LQR）的集成方法。 3. 摩擦、磨损与润滑理论： 结合实际应用，阐述接触力学（Hertzian Contact Theory的扩展）、粘滑现象（Stick-Slip）的机理分析，以及边界润滑、混合润滑状态下的油膜厚度预测模型，指导轴承、齿轮等关键摩擦副的设计选型。 --- 第二部分：尖端制造工艺与质量控制 第三章：增材制造（Additive Manufacturing, AM）的工艺链 本章完全聚焦于现代制造业的核心变革——增材制造技术，从材料准备到最终后处理的全流程解析。 1. 金属增材制造（SLM/EBM）的微观冶金学： 深入剖析激光熔化沉积过程中快速凝固（Rapid Solidification）带来的独特冶金效应，如枝晶结构的形成、残余应力的产生机理与梯度材料的微观结构控制。 2. 工艺参数的迭代优化： 讲解如何通过调整扫描策略、激光功率、扫描速度和层厚等参数，优化致密度（Density）和表面粗糙度（Roughness）。特别关注“缺陷识别与修正”的在线监测技术，如使用高频热电偶或高速红外相机进行实时反馈控制。 3. 后处理技术与性能提升： 详细介绍热等静压（HIP）、热处理（Stress Relief Annealing）在消除内部孔隙、降低残余应力、改善晶粒组织方面的作用。对比不同热处理路径对疲劳性能和蠕变性能的差异化影响。 第四章：高精度与智能加工技术 本章涵盖传统制造技术在数字化和智能化浪潮下的升级与创新。 1. 超精密加工与表面完整性： 探讨金刚石车削、磁流变抛光（MRF）等技术在亚微米级甚至纳米级表面粗糙度实现中的应用。重点分析切削力、刀具几何与表面损伤机制之间的复杂关系，指导工件表面完整性（Surface Integrity）的控制。 2. 五轴及以上联动加工策略： 突破三轴加工的局限性，讲解在复杂曲面（如涡轮叶片、模具型腔）加工中，如何实现刀具路径的自动规划（Tool Path Generation）和运动学解算，确保刀具接触区的最优角度和最小磨损。 3. 过程传感与闭环控制： 介绍基于声发射（Acoustic Emission, AE）、力传感器和机器学习算法的智能机床监控系统。内容包括实时识别切削过程中的颤振、崩刃等异常事件，并自动调整进给率或主轴转速，实现制造过程的自适应控制。 --- 第三部分：系统集成与前瞻技术 第五章：智能机器人与自动化装配系统 本章将机械设计与自动化控制理论相结合，关注高精度、高柔性制造单元的构建。 1. 工业机器人动力学与离线编程： 深入解析机器人运动学（正、逆运动学）的求解方法，并侧重于基于任务空间的轨迹规划算法，以避免关节奇异性。详细介绍离线编程软件（如RoboGuide, Process Simulate）中的碰撞检测与周期优化技术。 2. 视觉伺服与高精度抓取： 探讨2D/3D视觉系统在零部件定位、姿态估计中的应用。重点解析基于位置的视觉伺服（PBPVS）和基于图像的视觉伺服（IBVS）的控制架构，及其在复杂装配任务（如精密电子元件的对位）中的实时误差修正能力。 3. 人机协作系统（Cobots）： 分析协作机器人设计的安全标准（ISO/TS 15066），讲解力/力矩传感器在实现柔顺交互、安全碰撞反馈中的关键作用，以及在小批量、多品种生产线中的快速重构方法。 第六章：材料科学在机械工程中的前沿应用 本章超越传统金属材料，探讨新型材料对机械性能的突破性影响。 1. 高性能复合材料的结构设计： 聚焦碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）。详细介绍层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）在预测铺层角度、厚度对刚度和强度的影响，以及损伤容限设计（Damage Tolerance Design）策略，包括对微裂纹扩展的模拟分析。 2. 智能材料与结构： 介绍形状记忆合金（SMA）、压电材料在主动结构控制、自修复结构中的潜在应用。讨论如何将这些材料集成到执行器或传感器中，实现传统机械系统无法达到的自适应功能。 3. 增材制造专用材料的性能表征： 探讨特定AM工艺（如定向凝固、电子束熔融）下形成的非平衡态材料的力学性能变化，如极端各向异性（Anisotropy）的量化与工程应用限制。 --- 本书结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，特别强调计算力学、先进制造工艺与系统集成能力的培养。内容选取紧扣当前工业界对“智能制造”和“高性能设计”的核心需求，是相关专业研究生、高级工程师及研发人员不可或缺的工具书。

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作为一名电子专业的资深爱好者，我阅览过不少实验手册，但很少有能像这本《电工与电子技术实验教程》一样，将基础电工学与现代电子技术无缝衔接得如此流畅自然。这本书的结构安排体现了一种层次递进的美感。它从最基础的直流电路、交流电路的基础测量开始，平滑地过渡到半导体器件的特性曲线描绘，然后深入到集成电路的应用，比如使用555定时器进行振荡电路的设计，以及简单的运放应用电路的搭建。让我感到惊喜的是，它在讲解RLC串联谐振电路时，不仅要求我们测量谐振频率，还要求我们绘制不同阻尼情况下的频率响应曲线，并分析Q值对带宽的影响。这种对电路动态特性的深入挖掘，远超出了普通入门教程的要求。这本书对于设备使用规范的描述也极度专业，它不只是简单地告诉你“连接导线”，而是会特别提醒你，在连接示波器探头时，地线应该连接到哪里，以避免共地回路带来的干扰。这种注重工程实践细节的教学态度，是任何纯理论书籍无法比拟的宝贵财富。这本书不仅教会了我们如何做实验，更教会了我们如何像一个真正的工程师那样思考和操作。

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这本《电工与电子技术实验教程》简直是为我这种理论功底尚可，但实操经验严重不足的理工科学生量身定做的“救星”。我记得我拿到这本书的时候，心里还有点打鼓，毕竟实验课对我来说常常意味着一堆看不懂的电路图和满桌子的元器件，以及在面包板上怎么也点不亮的LED。然而，这本书的编排逻辑非常清晰，它没有上来就抛出一大堆复杂的公式和晦涩的理论，而是从最基础的万用表使用、电阻电容的识别与测量开始讲起，步骤细致到让人感觉像是有位经验丰富的老教师在你身边手把手地指导。特别是关于安全操作的那一章，简直是教科书级别的详尽，各种注意事项和潜在风险都交代得明明白白，这对于初学者来说至关重要。我印象最深的是讲解RC时间常数测量的那一节，它不仅给出了理论计算公式，还配有非常清晰的实验步骤图，指导你如何用示波器准确捕捉电压变化的曲线，并一步步教你如何从曲线上反推出时间常数。以前我觉得示波器是个高深莫测的仪器，读完这部分，我起码敢于自己上手调试简单的波形了。这种由浅入深、重在实践的编排方式，极大地增强了我对电路实验的信心，让我不再惧怕那些复杂的电路板和密密麻麻的导线。

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我是一个动手能力比较差的人，对电路的抽象概念总是感到头疼，读很多理论书都会陷入“看了等于没看”的僵局。这本《电工与电子技术实验教程》的出现，彻底改变了我的学习困境。它的文字描述相当精炼，不拖泥带水，但所有的精炼之处都建立在详尽的图示和规范的操作流程之上。我发现这本书最厉害的地方在于它的“细节控”风格。举个例子，在讲解三极管工作原理的实验时，它没有直接给出晶体管的引脚定义，而是花了一整页的篇幅，用逼真的侧视图和俯视图，详细标注了E、B、C三个极，并强调了不同封装的细微区别。这种对基础知识的反复夯实，让我对每一个元器件的物理特性都有了更直观的认识。此外，这本书对实验数据的记录和分析部分也做得非常到位。它要求读者不仅要记录原始数据，还要计算误差范围，并对实验结果的偏差进行讨论。这不仅仅是完成一个实验任务，而是在进行一次完整的科学探究过程，让我体会到了工程实践中严谨的数据处理是多么重要。我强烈推荐给那些想把电路知识真正“刻进脑子”里的学生。

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我对《电工与电子技术实验教程》的整体评价是，它在保持学术严谨性的同时，极大地降低了实践操作的门槛。我特别喜欢它在介绍数字电路实验时所采用的视角。传统教材往往先讲布尔代数和逻辑门，让人觉得逻辑电路是纯粹的数学推导。而这本书则反其道而行之，它先展示一个简单的小应用，比如一个简易的密码锁电路，然后再回溯去讲解实现这个功能所需的与非门、异或门等。这种“应用驱动学习”的模式，让我瞬间理解了为什么需要这些逻辑门，它们在实际中扮演的角色是什么，而不是仅仅记住它们的真值表。这种设计思路体现了编者对当代大学生学习习惯的深刻理解。书中对仿真软件的使用也做了简要介绍，虽然不是重点，但为我们搭建物理实验前进行初步验证提供了很好的指导。这使得我们在面对昂贵的元器件和有限的实验时间时，能够更高效地进行调试。总之，这是一本充满“人情味”的实验教材，它处处体现着对学习者困惑的预判和关怀。

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说实话，市面上关于电子技术和电工学的书籍多如牛毛，但真正能做到理论与实践完美结合，让读者“学有所用”的却凤毛麟角。我拿到这本《电工与电子技术实验教程》后，最大的感受就是它的“实用性”和“前瞻性”。它显然不是那种只停留在验证基本定律的陈旧教材。比如，在讲解运算放大器实验时，它不仅仅停留在了反相放大和同相放大这些基础应用上，后面还深入到了有源滤波器的设计与实现，甚至提到了如何利用基本的逻辑门搭建一个简单的数字频率计。这种将基础知识快速迁移到更复杂系统构建的引导方式，非常符合现代电子工程对跨学科能力的要求。更让我欣赏的是，这本书在实验设计上体现了极强的灵活性。它提供了不同难度梯度的实验项目，这意味着不论你是刚接触电工学的新手，还是希望巩固提高的进阶学习者，都能找到适合自己的内容。它鼓励我们去“折腾”和“试错”，而不是仅仅按照说明书把元件插对位置就算完事。书中的故障排查环节，更是充满了智慧，它列举了常见电路失效的十种可能原因及其对应的检查方法，这比直接告诉你答案要有效得多，它训练的是一种解决问题的工程思维。

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