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出版者:高等教育出版社

作者:朱文坚 编

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:2005-2

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787040160208

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 机械工程
• 工程技术
• 机械原理
• 设计方法
• 机械制图
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• 制造业
• 工业设计

《星际航行与多维空间理论》 图书简介 浩瀚宇宙，亘古以来便是人类心中最深沉的奥秘与最宏大的想象。本书《星际航行与多维空间理论》并非专注于齿轮的咬合、材料的强度或是传统的机械结构设计，而是将视野投向了更为前沿、更为颠覆性的科学领域——超光速旅行的可能性、时空结构本身的奥秘，以及如何驾驭这些宇宙基本规律以实现星际间的有效连接。 本书的核心议题围绕着打破爱因斯坦相对论所设下的速度屏障，探索基于量子力学与高维几何学的新型推进系统构想。我们摒弃了对化学燃料和现有物理定律的完全依赖，转而深入研究了曲率驱动（Warp Drive）的数学模型，特别是对米格尔·阿库别瑞度量张量在实际工程中的应用进行了细致的探讨与批判性分析。这其中涉及对负能量密度需求的规避，以及如何通过操控局部时空几何来实现“航行”，而非传统的“运动”。 第一部分：时空几何与场论基础 本部分首先回顾了经典广义相对论对时空的描述，重点剖析了黎曼几何在描述弯曲时空中的核心地位。然而，我们很快将视角转向了超越四维时空限制的理论框架。详细阐述了卡鲁扎-克莱因理论（Kaluza-Klein Theory）在现代弦论中的复兴，解释了为何额外的紧致化维度对于统一引力与其他基本力的重要性。书中通过大量的图示和公式推导，展示了高维空间中能量传递和物质存在的不同形式，以及这些维度如何影响我们宏观世界中的物理常数。 我们引入了拓扑绝缘体的概念，并将其与时空本身的拓扑结构联系起来。讨论了在特定拓扑形变下，惯性质量是否会发生可控的变化，这为开发无须巨大推力即可实现高速运动的“惯性场抑制器”提供了理论基础。此处并未涉及任何机械装置的设计，而是纯粹的数学物理推导，旨在为未来的工程学提供“蓝图”而非“说明书”。 第二部分：超光速推进的理论路径 这是本书最为引人入胜的部分，聚焦于如何绕过光速限制。我们系统地分析了三种主要的超光速理论模型： 1. 零点能与真空涨落的利用： 深入探讨了卡西米尔效应在宏观尺度下的工程可行性。我们模拟了如何通过精确控制电磁场边界条件，从真空中提取可用的零点能（Zero-Point Energy），并设想了利用这种能量场来稳定或生成阿库别瑞气泡所需的负质量效应。这部分侧重于对量子场论中真空特性的理解，而非对具体能源转换装置的描述。 2. 虫洞（Wormholes）的时空隧道构建： 本章借鉴了费尔南多·阿莱格雷蒂（Fernando Allegretti）关于可穿越虫洞稳定性的最新研究。我们侧重于理论上维持虫洞喉部（Throat）开启所需的奇特物质（Exotic Matter）的性质——其负引力质量及其对时空结构产生的排斥力。本书提供了维持虫洞开放所需的负能量密度“预算”的计算模型，并对比了通过弦理论和量子泡沫模型获取这种物质的潜在途径。 3. 时空折叠与维度跃迁： 这一章节最具思辨性。它基于布兰登·雷德（Brandon Reid）的“折叠几何学”，探讨了高维空间中两点间最短路径的概念。我们用复杂的微分几何语言描述了如何通过局部扭曲时空，使得遥远的两点在更高维度中“接触”，从而实现瞬间跨越巨大的空间距离，这类似于一张纸上的两个点，通过折叠使之重合。这完全是空间几何学的范畴，与传统意义上的发动机设计毫不相干。 第三部分：星际导航与环境适应 成功的星际旅行不仅需要速度，更需要对宇宙极端环境的适应。本部分关注的是在极端时空曲率和高能粒子流中如何维持探测器或载体的完整性。 我们探讨了引力透镜效应的逆向应用，即如何通过主动控制自身周围的引力场梯度，来偏转或中和来自深空的高能宇宙射线。书中详细分析了如何利用詹姆斯·马克斯韦尔（James Maxwell）在一百多年前的电磁场方程中对“时间”项的微小修正，来构建一个能够“预测”并提前调动时空稳定场的防护罩。 此外，针对相对论效应带来的“时间膨胀”问题，我们提供了基于洛伦兹变换和时空坐标系的同步算法，用以解决不同惯性系间信息传递的延迟与失真问题。这是一种纯粹的信息学和相对论数学的应用，旨在优化跨越数光年的通讯和导航精度。 结论：超越工程学的想象边界 《星际航行与多维空间理论》是一部面向理论物理学家、高级数学家以及那些对宇宙终极奥秘抱有强烈好奇心的读者的专著。它不提供任何现成的机械图纸，不讨论任何已知的材料科学，更不会涉及任何传统意义上的“机械设计”原理。本书的价值在于，它为人类下一次飞跃——即对时空本身的操控——奠定了坚实的理论基石，引导读者进入一个需要高维直觉和纯粹数学推演才能抵达的前沿领域。它是一部关于“如何构建宇宙规则”的理论探险指南，而非“如何拧紧一个螺栓”的实用手册。本书的每一个公式、每一个推导，都指向一个共同的目标：让人类文明真正成为星际文明。

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**评价十：** 当我捧起《机械设计》这本书时，一种沉甸甸的知识感扑面而来。它并非是一本能够让你快速“速成”的书籍，而是一本需要你静下心来，细细品味，反复琢磨的佳作。它的内容严谨而细致，每一个章节都像是精雕细琢的艺术品，充满了智慧的闪光。 书中关于热力学基本原理在机械设计中的应用，给我留下了深刻的印象。从热胀冷缩对零件配合尺寸的影响，到散热设计对设备性能的重要性，再到能量的转化与损耗，这本书都进行了深入浅出的讲解。我从中了解到，许多机械设备的故障，都可能与温度的变化或热量的积累有关，而巧妙的热设计，能够显著提升设备的可靠性和效率。 更令我赞叹的是，本书在介绍现代机械设计方法方面，也紧跟时代潮流。它不仅仅局限于传统的制图和计算，还引入了计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）、计算机辅助工程（CAE）等先进的设计工具和方法。书中会介绍这些工具的基本原理和应用场景，以及如何利用它们来提高设计效率、优化设计结果。这让我意识到，现代机械设计是一个与信息技术紧密结合的领域，掌握这些工具，能够极大地提升设计者的竞争力。这本书就像是一扇窗，让我看到了机械设计未来的发展方向。

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**评价八：** 当我第一次拿到《机械设计》这本书时，就被它那厚重的分量和丰富的内涵所震撼。它不像一些浅尝辄止的科普读物，而是真正深入到了机械设计的核心。书中的内容非常扎实，每一个知识点都经过严谨的推导和论证，让人能够信服。 让我印象深刻的是，书中对振动与噪声控制的设计方法论进行了详细的阐述。在实际的机械工程中，振动和噪声往往是影响设备性能、寿命，甚至对人体健康造成危害的重要因素。这本书就提供了多种有效的方法来抑制和消除振动与噪声，比如通过合理的结构设计来降低振动源、通过增加阻尼材料来吸收振动能量、通过隔声罩来隔离噪声传播等。书中还介绍了各种振动分析和噪声测量的方法，以及如何根据分析结果来改进设计。这对于我理解一些高精度设备为何需要特殊的减振措施，有了更深刻的认识。 更让我感到惊叹的是，这本书在考虑人机工程学方面也给予了足够的重视。它不仅仅是关注机械本身的功能和性能，还将操作者的舒适性和安全性纳入到设计考量之中。例如，在介绍操纵杆、按钮等操作部件的设计时，它会考虑人体工程学的布局、尺寸、触感等因素，以确保操作的便捷性和准确性。在介绍安全防护装置的设计时，它会详细说明各种防护措施的作用原理和安装要求，以最大程度地保障操作人员的安全。这种以人为本的设计理念，让我对机械设计的价值有了更全面的认识。

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**评价四：** 阅读《机械设计》的过程，就像是在与一位经验丰富的工程师进行一场深入的对话。这本书的文字功底深厚，但又保持着一种极强的可读性。它没有让我感觉自己是在啃一本艰深的学术论文，而是像是在听一位老师傅讲述他的经验和心得。书中的逻辑性非常强，从整体到局部，从宏观到微观，层层递进，让人能够清晰地理解每一个知识点是如何与整体关联起来的。 特别让我赞叹的是，书中对于机械零件的失效分析和可靠性设计的讲解。以往我总是以为，只要按照图纸把零件做出来，它就能正常工作。但这本书让我意识到，机械设计是一个充满挑战和风险的过程。零件可能会因为过载、疲劳、磨损、腐蚀等原因而失效，而设计者的任务，就是尽力去避免这些失效的发生。书中列举了各种典型的失效模式，并给出了相应的预防措施，比如如何进行疲劳强度计算，如何选择防腐蚀材料，如何设计合理的润滑系统等。这种对潜在风险的关注，让我对机械设计的严谨性有了更深的认识。 而且，这本书在介绍各个机械零件的设计时，都不仅仅局限于静态的结构描述，而是非常注重它们在实际工作中的受力情况和动态响应。比如在介绍轴的设计时，它会详细分析轴所承受的弯矩、扭矩，以及如何根据这些载荷来确定轴的直径、材料和热处理工艺。在介绍连接件的设计时，它会考虑螺纹的预紧力、剪切应力等因素。这种对动态受力和应力分析的重视，让我明白，机械设计不仅仅是“画图”，更是对力学原理的深刻理解和应用。

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**评价三：** 《机械设计》这本书，绝对是我近期阅读中最具启发性的一本。作为一名非机械专业的读者，我一直对机械设备的运转原理感到好奇，但又苦于找不到一本既能满足我的求知欲，又不会过于晦涩难懂的书籍。这本书的出现，无疑填补了我的这一空白。它的语言风格非常朴实，没有华丽的辞藻，只有扎实的知识。每一个概念的引入都恰到好处，不会让人感到突兀，而是如同顺流而下一般，自然而然地接受新知。 书中关于机构运动学和动力学的阐述，是我最先被吸引的地方。以往我只知道“机构”这个词，却不明白它到底是什么，能做什么。这本书通过大量的实例，比如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等，详细讲解了它们的工作原理，以及如何通过改变参数来控制机构的运动。特别是它对自由度和速度、加速度分析的讲解，用通俗易懂的比喻，让我深刻理解了这些抽象的概念。我不再是将它们仅仅看作是公式，而是看到了它们背后所代表的实际的物理运动。书中的插图，不仅仅是静态的示意图，很多都带有运动轨迹的标注，仿佛能够看到机构在动态中运转。 更让我感到惊喜的是，这本书在设计方法论方面也给予了我很多启发。它不仅仅教授“怎么做”，更重要的是教授“为什么这么做”。例如，在讨论方案设计时，它强调了方案的比选原则，如何从技术可行性、经济性、可靠性等多个维度来评估不同的设计方案，并最终做出最优选择。这种系统性的设计思维，让我明白了一个好的机械设计，不仅仅是技术的堆砌，更是一种智慧的结晶。我开始意识到，设计是一个不断权衡和优化的过程，需要综合考虑各种因素。这本书就像一位经验丰富的导师，在指引我如何进行一次严谨而富有创造力的设计。

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**评价九：** 《机械设计》这本书，对我来说，就像一位经验丰富的引路人，带领我穿越机械设计的重重迷雾。它的内容详实，逻辑清晰，语言简洁，将一个原本可能令人生畏的领域，变得易于理解和掌握。 书中对弹性力学和塑性力学基本原理的应用，是我之前一直感到困惑的地方。这本书用非常直观的图解和清晰的数学推导，将应力、应变、屈服、断裂等概念解释得明明白白。特别是关于应力集中和疲劳寿命的分析，它通过大量的实例，让我看到了材料在不均匀受力情况下可能发生的细微变化，以及这些变化如何逐渐累积，最终导致零件的失效。这种深入的分析，让我明白了为什么有些看似简单的零件，在设计时需要如此精密的计算。 此外，这本书在介绍机械系统的集成与优化方面，也给予了我很多宝贵的思路。它不仅仅是停留在对单个零件的设计，而是将目光投向整个机械系统的协同工作。比如，在设计一个复杂的机械系统时，它会引导读者如何进行模块化设计，如何考虑不同模块之间的接口和协调，如何通过仿真分析来评估整个系统的性能，并进行优化。这种系统性的设计思维，让我意识到，一个成功的机械产品，是各个部件协同作用的结果，而不是孤立的设计。

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**评价五：** 《机械设计》这本书，可以说是我近年来遇到的一本相当不错的工具书。它的内容涵盖面广，但又不失深度，将复杂的机械工程知识系统地梳理和呈现出来。书本的排版设计非常清晰，段落分明，关键概念和公式都有醒目的标注，这极大地提高了我的阅读效率。我不需要在大量的文字中搜寻信息，很多重点都能一目了然。 我尤其喜欢书中对于标准件和通用件的应用讲解。在实际的机械设计过程中，合理地选用标准件和通用件，能够极大地缩短设计周期，降低制造成本，并保证产品的可靠性。这本书就非常系统地介绍了各种标准件的种类、规格、性能参数以及选择原则，比如螺栓、螺母、垫圈、轴承、齿轮等。它不仅列举了这些标准件的图示，还提供了相关的国家标准或行业标准参考，让我能够快速地找到适合的零件。 更让我感到惊喜的是，这本书在设计流程的优化和成本控制方面，也给出了不少实用的建议。它并没有回避实际工程中遇到的各种约束条件，而是引导读者如何在有限的资源下，做出最优的设计。比如，在材料选择时，它会综合考虑材料的性能、价格、可获得性等因素。在零件结构设计时，它会权衡加工工艺的复杂程度和制造成本。这种贴近实际工程的设计理念，让我觉得这本书不仅是知识的传授，更是实践经验的总结。

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**评价七：** 《机械设计》这本书，就像一位博学的导师，以一种循序渐进的方式，将我引向机械设计的殿堂。书中的语言风格虽然专业，但又不失亲切感，读起来并不会感到枯燥乏味。它巧妙地将理论知识与实际工程应用相结合，让我在学习知识的同时，也能够感受到机械设计的魅力。 我特别喜欢书中关于润滑与密封的设计章节。在以往的认知中，这两项往往是被忽略的细节，但这本书却给予了它们足够的重视，并且进行了非常深入的讲解。它详细介绍了各种润滑方式（油润滑、脂润滑、干摩擦等）的工作原理、适用范围，以及如何选择合适的润滑剂。同时，它也介绍了各种密封结构（油封、填料密封、机械密封等）的类型、特点，以及如何根据工作条件和密封要求来选择合适的密封方式。我从中了解到，良好的润滑和密封，对于提高机械设备的寿命、降低能耗、防止环境污染都起着至关重要的作用。 而且，这本书在介绍机械零件的制造工艺方面，也给予了我不少启发。它不仅仅是告诉我们如何设计零件，还进一步讲解了如何通过不同的制造工艺（铸造、锻造、切削加工、焊接等）来实现设计。书中会根据零件的材料、形状、精度要求，来推荐最合适的制造工艺，并分析不同工艺的优缺点。这让我意识到，一个优秀的设计，不仅要考虑功能和性能，还要考虑其可制造性，即能否以经济合理的方式被生产出来。

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**评价六：** 初次接触《机械设计》这本书，便被它严谨而又富有逻辑性的内容所吸引。书中的每一章都像是一个精心构建的知识模块，相互之间紧密连接，形成了一个完整的知识体系。我一直认为，机械设计是一个非常“接地气”的学科，它最终要落到实实在在的机械产品上，而这本书恰恰做到了这一点。 书中对各种机械连接的设计原则和方法的阐述，让我受益匪浅。无论是焊接、铆接、螺纹连接，还是键连接、销连接，书中的讲解都非常细致，不仅介绍了连接的结构形式，更重要的是，它深入分析了各种连接方式在承受载荷时的受力情况，以及如何根据载荷大小、连接的可靠性要求来选择合适的连接方式和尺寸。我尤其欣赏书中关于螺纹连接的章节，它详细介绍了螺纹的类型、强度计算、以及如何通过增加预紧力来提高连接的可靠性。这对于我理解日常生活中螺丝螺母的紧固原理，有了更深的认识。 此外，这本书在介绍各种机械装置的设计时，也非常注重其在实际运行中的动力学特性。比如，在讲解往复运动机构时，它会分析曲柄连杆的运动轨迹、速度变化，以及由此产生的惯性力。在讲解回转运动机构时，它会考虑飞轮的储能作用。这种对动态过程的关注，让我意识到，机械设计并不仅仅是静态的形状和尺寸的组合，更是对能量和力的传递与转化的过程的优化。

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**评价一：** 初次翻开这本《机械设计》，就有一种踏实的感觉。书本的装帧设计简洁大方，纸张的触感也很舒适，这对于一个常年与纸质书籍打交道的读者来说，是相当重要的第一印象。我之前尝试过不少机械设计方面的书籍，很多要么过于理论化，让人望而却步，要么过于浅显，解决不了实际问题。而这本，在内容的深度和广度上，似乎找到了一个绝佳的平衡点。它不仅仅是枯燥的公式和图表堆砌，而是通过生动的案例和图示，将复杂的机械原理一点点地剖析开来，仿佛有一位经验丰富的老工程师，耐心地引导着你一步步深入这个奇妙的机械世界。 我特别欣赏其中对于材料选择和强度计算部分的讲解。以往的学习中，这部分往往是我的知识盲区，感觉要掌握大量的公式和查找不尽的表格。然而，这本书却用一种非常清晰的逻辑，将不同材料的特性、应用场景以及如何根据载荷和应力来选择最合适的材料，都讲解得条理分明。它并没有回避那些必要的计算，但却将它们融入到实际的设计流程中，让你明白这些计算的意义和价值，而不是为了计算而计算。书中的插图绘制得非常精细，每一个零件的结构、每一个连接方式都一目了然，这对于没有丰富实践经验的读者来说，是极其宝贵的视觉辅助。我甚至可以在脑海中构建出这些零件在实际运转时的样子，这对于理解理论知识非常有帮助。 而且，这本书的结构设计也非常人性化。它并非按照传统的学科分类来展开，而是从一个完整的机械产品设计流程出发，逐步深入到各个关键环节。从最初的概念设计、方案比较，到详细的零件设计、装配设计，再到最后的优化和可靠性分析，每一个章节都像是在讲述一个完整的“故事”。这种叙事性的结构，让我在阅读过程中不会感到碎片化，而是能够清晰地把握整个设计脉络。当我遇到某个难点时，很容易就能定位到相关的章节，找到解决问题的思路。它就像一本武功秘籍，告诉你如何一步步从基础招式修炼到高级功法，最终能够融会贯通，独当一面。

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**评价二：** 拿到《机械设计》这本书，第一感觉是它非常厚重，充满了知识的海洋。翻开书页，一股淡淡的油墨香扑鼻而来，让人心旷神怡。我一直对机械工程这个领域充满好奇，但又觉得它门槛很高，充满了各种我看不懂的图纸和公式。这本书，我抱持着试试看的心态，希望能够获得一些入门的知识，结果却远超我的预期。它没有像一些教材那样，一开始就抛出一堆枯燥的理论，而是从最基础的机械概念讲起，循序渐进，让人能够轻松地理解。 让我印象深刻的是，书中对于机械传动部分的讲解。齿轮、带传动、链传动，这些名词我之前在一些科普读物里零星地听过，但总是觉得概念模糊。这本书却将它们的功能、结构、传动比的计算、以及在实际应用中的优缺点，都进行了非常详细的阐述。特别是那些关于齿轮强度计算的章节，虽然涉及一些数学公式，但作者用非常直观的图示和类比，将这些公式的物理意义解释得一清二楚。我甚至能够通过书中的图解，想象出不同类型的齿轮在啮合时产生的受力情况。而且，它还介绍了不同传动方式的适用场合，例如在需要高精度、高效率的场合选择哪种传动，在需要减震、缓冲的场合又该如何选择。这种结合理论与实践的讲解方式，让我觉得非常有价值。 此外，这本书在机械零件的设计方面，也提供了非常详尽的指导。轴、键、联轴器、轴承等，这些都是构成机械的基本单元。书中不仅仅介绍了它们的结构形式和工作原理，更重要的是，它深入剖析了这些零件在实际工作中所承受的载荷、应力分布，以及如何根据这些因素来确定零件的尺寸、材料和加工工艺。我尤其喜欢关于轴承选择的那部分，书中列举了各种轴承的类型、性能参数，以及如何根据径向载荷、轴向载荷、转速等因素来选择最合适的轴承。这种细致入微的指导，对于一个初学者来说，无疑是宝贵的财富，能够避免在设计中走弯路。

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