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出版者:机械工业出版社

作者:林宋

出品人:

页数:391

译者:

出版时间:2005-9

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111173502

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 机械
• 光机电一体化
• 机电一体化
• 工程应用
• 技术案例
• 机械工程
• 光电子技术
• 自动化
• 控制工程
• 实践指导
• 工业应用

现代机械设计与制造前沿技术导论 本书聚焦于当前工业制造领域最前沿、最具颠覆性的技术浪潮，旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一个全面、深入且高度实用的技术视野。我们摒弃传统机械制造的经验主义叙述，转而强调数字化、智能化与材料科学的深度融合，勾勒出未来工厂和产品开发的核心路径。 本书共分为六大部分，涵盖了从基础理论到尖端应用的完整知识体系，重点剖析了如何将新兴技术有效地转化为实际生产力。 --- 第一部分：工业4.0与智能制造的底层逻辑（约300字） 本部分深入探讨了工业4.0的核心驱动力及其在当代制造体系中的地位。我们首先梳理了信息物理系统（CPS）的架构设计，详细解析了物联网（IoT）在生产线上的数据采集、传输与边缘计算策略。重点讨论了数字孪生（Digital Twin）技术如何从概念模型走向实时、动态的生产流程模拟与优化。 内容包括： 1. 柔性制造系统（FMS）的再定义： 探讨如何利用实时数据反馈，实现小批量、多品种的快速切换与配置。 2. 工业大数据分析与预测性维护（PdM）： 介绍基于机器学习算法的设备健康状态评估模型，以及如何从海量生产数据中挖掘工艺优化潜力。 3. 网络安全在工业控制系统（ICS）中的防护实践： 面对日益增长的网络威胁，如何构建分层的、纵深防御的安全体系，确保生产连续性与数据完整性。 --- 第二部分：增材制造（3D打印）的高级工艺与应用拓展（约350字） 本部分不再停留在对不同3D打印技术原理的简单罗列，而是聚焦于金属增材制造（AM）的突破性进展，特别是航空航天、医疗器械和高性能模具制造中的实际挑战与解决方案。 我们详尽分析了选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等技术的工艺参数控制对最终部件微观结构和宏观性能的影响。内容涵盖： 1. 材料科学的革新： 探讨新型高熵合金、陶瓷基复合材料在增材制造中的成型与性能验证，特别是针对极端环境应用（如高温、高应力）。 2. 后处理工艺的优化与标准化： 对热等静压（HIP）、热处理和表面精加工流程进行深入探讨，以消除增材制造特有的残余应力、孔隙率和表面粗糙度问题，确保零件达到可接受的机械性能标准。 3. 拓扑优化与晶格结构设计： 介绍如何利用先进的仿真软件，结合增材制造的自由度，设计出超轻量化、高比强度的创新结构，并指导打印路径的生成。 --- 第三部分：先进材料的结构设计与性能表征（约300字） 现代工程的瓶颈往往在于材料性能无法满足设计需求。本部分着重于结构材料的微观尺度控制与宏观性能的预测。 内容重点包括： 1. 复合材料的界面工程： 深入分析纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂、陶瓷基复合材料）中纤维与基体之间的界面相互作用，以及如何通过界面改性来提高材料的韧性和抗疲劳性能。 2. 纳米材料在功能器件中的集成： 探讨石墨烯、碳纳米管等新型纳米材料如何被引入到结构或功能涂层中，以赋予材料电磁屏蔽、导热、自修复等附加功能。 3. 无损检测（NDT）的演进： 介绍相控阵超声（PAUT）、数字射线成像（DRT）等先进无损检测技术在复杂结构件（如焊接件、增材制造件）内部缺陷的精准定位与定量评估中的应用。 --- 第四部分：精密运动控制与机器人系统集成（约300字） 本部分关注高精度动态系统和复杂人机协作环境下的控制技术。 1. 高性能伺服系统的响应优化： 探讨如何通过先进的控制算法（如滑模控制、自适应控制）来补偿电机、减速器和负载之间非线性的耦合效应，实现微米级甚至纳米级的定位精度与动态跟随性能。 2. 协作机器人（Cobots）的安全交互设计： 详细解析力/力矩传感器、视觉系统在保障人机共存环境下的应用，以及基于安全边界和实时轨迹规划的碰撞规避策略。 3. 远程操作与触觉反馈技术： 探讨在遥远或危险环境中进行精密操作时，如何利用高带宽通信和高保真触觉反馈技术，实现操作者“身临其境”的控制体验。 --- 第五部分：面向可持续发展的绿色制造技术（约150字） 本部分关注工程领域对环境责任的响应，重点探讨如何通过技术创新降低能耗和废弃物产生。 1. 低能耗加工工艺的开发： 如干式加工、微纳加工中的超声辅助加工技术，减少切削液的使用与废弃物处理。 2. 产品全生命周期评估（LCA）的工具集成： 如何将环境影响数据嵌入到设计阶段，指导材料选择和工艺路线的决策。 --- 第六部分：面向未来的跨学科技术展望（约100字） 最后，本书对未来十年内可能重塑制造业的交叉领域进行了前瞻性分析，包括量子计算在材料模拟中的潜力、生物制造在组织工程中的应用前景，以及人机界面在设计与维护环节的深度融合趋势。 本书的目标读者群是希望从“制造”思维跃升至“智能系统设计”思维的专业人士。它提供的不是操作手册，而是理解并驾驭下一代工业技术的思维框架与技术深度。

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从一个资深技术爱好者的角度来看，这本书的叙事风格非常独特，它没有采用那种刻板的说教方式，反而更像是一位经验丰富的专家在和你面对面交流，耐心拆解每一个复杂的技术难题。语言风格既保持了专业术语的严谨性，又充满了对读者学习进度的体贴。我特别注意到，书中在介绍一些新兴技术时，作者的处理方式非常平衡——既不过分夸大其潜力，也未低估其应用价值，而是提供了一个非常理性和客观的评估框架。对于我这种跨界学习者而言，这种平衡感至关重要，它能帮助我快速建立正确的认知模型。此外，插图的设计也极具匠心，并非简单的示意图，很多是经过精心渲染的仿真效果图，极大地提升了阅读的沉浸感和理解的效率。可以说，这本书的知识密度非常高，每一页都值得反复揣摩。

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我花了几个小时浏览了这本书的结构，感觉作者的学术背景和工程实践经验显然是这部作品的坚实后盾。不同于市面上很多只停留在理论阐述的书籍，这本书似乎更注重“应用”二字，很多章节都配有详细的系统架构图和关键参数的讨论，这对于希望将理论转化为实际产品的工程师来说，简直是如获至宝。我尤其欣赏作者在处理模块化设计和系统集成方面所展现出的条理性和前瞻性。比如在谈到传感器选型时，作者不仅仅罗列了各种传感器的性能指标，还巧妙地结合了不同工作环境下的优缺点进行对比分析，这才是真正的实用主义。这本书的深度绝对不是浅尝辄止的，它敢于深入到一些行业内的“痛点”问题进行剖析，并给出基于现有技术的优化路径，这使得它更像是一本高级工程师的工具手册，而非入门指南。

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这本书的包装和印刷质量实在是令人眼前一亮，装帧设计充满了现代感，拿在手里很有分量。我原本以为这种技术类的书籍，内容会比较枯燥，但翻开第一页我就被吸引住了。虽然书名听起来很“硬核”，但实际阅读体验却非常流畅，排版清晰，图文并茂的展示方式让复杂的原理变得直观易懂。特别是那些案例分析部分，作者似乎非常擅长将理论知识融入到实际场景中去，这一点非常符合我目前的工作需求，我期待能在书中找到不少可以借鉴的实战经验。从目录的编排来看，涵盖了从基础概念到前沿技术的广泛领域，这表明作者对光机电一体化这个交叉学科有着非常深入和全面的理解。我个人比较关注的是其中关于精密运动控制和视觉检测的章节，希望这本书能提供一些不同于我以往接触到的传统教科书的全新视角和解决方案。整体来看，这本书的制作水平，无论是从硬件到软件的呈现，都达到了很高的水准，让人有立即深入研读的冲动。

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这本书的装帧设计确实很讲究，封面的质感让人爱不释手，但真正让我印象深刻的是内页的纸张选择和油墨质量。在技术书籍中，清晰度是王道，而这本书的图表线条边缘锐利，灰度过渡自然，即便是最精细的电路图或机械结构爆炸图，也毫无模糊之感，这对长时间阅读技术文档的眼睛来说，是一种极大的保护。更值得称赞的是，作者在案例选择上具有很强的时代前沿性，所引用的技术背景和设备型号都紧跟当前产业升级的步伐，没有使用过时的过时信息来充数。这种对内容时效性的执着，使得这本书的参考价值远远超出了其出版日期本身。我感觉作者投入了巨大的心血来确保每一个技术细节的准确性与鲜活性，阅读过程中很少发现需要额外去网络上搜索背景资料的地方，书本本身就是一个信息闭环。

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拿到这本书后，我立刻将其与我手边已有的几本同类书籍进行了对比，发现它在内容组织逻辑上有着明显的优势。很多技术书籍往往为了追求广度而牺牲了深度，或者反之。但这本书的编排似乎找到了一个绝佳的平衡点，它巧妙地将光、机、电这三大支柱领域进行有机串联，而不是简单地进行堆砌。读者在阅读关于光学成像系统的章节时，会自然而然地过渡到驱动电路的设计，再延伸到运动平台的精度控制，这种无缝衔接的学习路径设计，极大地方便了对复杂系统进行全局性思考。这说明作者在进行内容构建时，是站在整个系统集成的角度来规划知识的传递顺序，而非孤立地讲解各个子系统。对于希望构建完整技术图谱的学习者来说，这本书的价值是无可替代的。

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