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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:22.0

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isbn号码:9787040028966

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• 电工基础
• 电路原理
• 电气技术
• 基础教育
• 职业教育
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• 电子技术
• 电工技能
• 理论与实训
• 教材

《现代机械设计原理与应用》 图书简介 第一部分：机械设计基础理论的深度剖析 本书旨在为工程技术人员和高等院校机械类专业学生提供一套全面、深入、实用的机械设计理论与方法论。我们摒弃了传统教材中过度依赖经验公式和枯燥概念的陈旧模式，转而采用现代工程分析的视角，系统阐述机械设计的核心思想、基本原理及其在复杂工程实践中的应用。 第一章：机械设计方法学的演进与现代趋势 本章首先回顾了机械设计方法从经验驱动到理论指导的发展历程，重点探讨了面向对象的设计（OOD）、系统工程方法在机械设计中的集成应用。我们详细介绍了当前工业界广泛采用的基于模型的系统工程（MBSE）框架，并阐述了如何利用MBSE工具链进行需求捕获、功能分解、逻辑设计与物理实现的闭环管理。设计过程不再是线性流动的瀑布模型，而是强调迭代、反馈和持续验证的敏捷循环。内容涵盖了设计优化（如拓扑优化、尺寸优化）的数学基础与计算方法，为后续章节的深入研究奠定坚实的理论基石。 第二章：材料科学在机械设计中的选材与性能预测 材料是机械系统实现功能的物质载体。本章聚焦于结构材料的先进特性及其在极端工况下的行为预测。我们超越了传统的强度、刚度讨论，深入讲解了疲劳寿命的概率预测模型（如Weibull分布在疲劳分析中的应用）、蠕变、超高应变率下的材料响应（如冲击载荷分析）。特别地，本章详细论述了先进功能材料的应用：如形状记忆合金（SMA）在执行器设计中的应用、智能复合材料（Smart Composites）在自适应结构中的潜力，以及增材制造（AM）对材料微观结构和宏观性能的独特影响。材料的选择不再是简单的查表，而是基于多目标优化和全生命周期成本的综合决策。 第三章：机械系统动力学与振动控制的精细化分析 现代机械对可靠性和平稳性提出了极高的要求。本章深入探讨了复杂机械系统（如高速旋转机械、往复运动机构）的非线性动力学特性。我们不仅教授了传统的拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程的应用，更侧重于多体动力学（MBD）的建模技术。内容包括：非光滑接触动力学、转子系统的临界转速分析与动平衡技术、以及针对宽带随机激励的振动抑制策略。在主动控制方面，本章详述了基于状态反馈的主动隔振与主动降噪技术（如谐振吸振器、半主动悬架系统的工作原理与参数设计）。 第二部分：关键机械部件与集成系统的设计实现 本部分将理论知识转化为具体的工程设计实践，着重于现代工业中高精度、高可靠性部件的设计与优化。 第四章：先进传动机构的设计与优化 本章全面覆盖了机械传动系统的最新发展。在齿轮设计方面，除了几何设计，重点在于齿面接触应力分析（考虑表面粗糙度和润滑膜厚度）、齿轮箱的噪声与振动特性分析。对于轴承设计，我们引入了基于接触力学理论的轴承寿命精确评估，以及干摩擦和混合润滑条件下的润滑方案设计。无级变速器（CVT）和新型磁悬浮轴承作为前沿技术，其工作原理、控制策略及在精密仪器中的应用被进行了深入的案例分析。 第五章：联接件、密封与表面工程技术 联接与密封是保证机械系统完整性的关键。螺栓联接的设计不再局限于静力学计算，而是深入探讨了预紧力松弛机理、疲劳载荷下的动态松动预防。在密封技术方面，内容涵盖了旋转与往复运动中的各种动态密封件（如唇形密封、迷宫式密封）的流体动力学建模，并介绍了微机电系统（MEMS）中对微观尺度密封的特殊要求。表面工程技术被提升到结构可靠性的核心地位，讲解了PVD、CVD涂层与激光熔覆技术对提高零件耐磨损和抗腐蚀性能的作用。 第六章：人机工程学与机构运动学的高级应用 本章将设计视角从纯粹的物理实现扩展到与操作者和环境的交互层面。在运动学分析中，我们着重于复杂空间机构（如并联机构、拟人化机器人骨架）的运动学逆解与奇异位形分析。在人机工程学方面，本书结合人体生物力学数据，指导读者如何优化操作手柄、控制台布局，以最大程度减少操作者的疲劳和误操作风险。同时，探讨了机器视觉和触觉反馈系统在提升人机交互质量中的集成设计策略。 第三部分：面向智能制造的机械设计新范式 本部分聚焦于工业4.0背景下，机械设计如何与信息技术深度融合，实现产品的智能化和制造过程的柔性化。 第七章：增材制造（AM）驱动下的颠覆性设计 增材制造技术（如SLM, EBM）对传统的设计约束进行了根本性的解放。本章详细讲解了拓扑优化与点阵结构设计在轻量化和性能提升中的应用，并讨论了如何针对特定AM工艺（如定向凝固、残余应力分布）进行结构设计调整。内容重点在于如何利用AM的自由度来集成功能，实现“零件合并”（Part Consolidation），降低装配成本，并设计出传统减材制造无法实现的复杂内部流道和冷却结构。 第八章：数字孪生与仿真验证流程 数字孪生（Digital Twin）是连接物理世界与信息世界的桥梁。本章系统介绍如何构建高保真度的机械系统数字孪生模型。这包括多物理场耦合仿真（FEA-CFD-DEM耦合）、实时数据采集与模型校准技术。读者将学习如何利用数字孪生平台进行“What-If”分析，预测设备在实际运行中的性能衰退、剩余使用寿命（RUL）估计，并实现远程故障诊断与预测性维护（PdM）。 第九章：机电一体化系统的集成设计与控制 现代机械系统本质上是复杂的机电一体化产物。本章深入探讨了传感器、执行器与控制器的选型、集成和系统级控制设计。内容覆盖了嵌入式系统在实时控制中的应用、伺服驱动系统的选型与参数调优、以及针对非线性负载和外部干扰的鲁棒控制策略（如滑模控制、自适应控制）在机械系统中的实施。本书强调从“部件思维”向“系统思维”的转变，确保机械、电子、软件三者高效协同工作，实现系统性能的最大化。 总结 《现代机械设计原理与应用》是一部面向未来的设计参考书。它不仅传授了经过时间检验的经典设计知识，更重要的是，它系统地引入了当前工程领域最前沿的方法论、材料科学突破和数字化工具，旨在培养读者解决复杂、多约束、跨学科工程问题的能力，引领工程设计迈向更智能、更高效的新阶段。

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我必须说，这本书在知识的深度和广度上都超出了我的预期。我本来以为它就是一本简单的入门读物，没想到它在一些核心概念的阐述上，做到了深入浅出，并且逻辑清晰。比如，在讲到“功率”这个概念的时候，它并没有止步于简单的“电压乘以电流”的公式，而是详细地解释了有功功率、无功功率、视在功率的区别，以及它们在不同电路中的意义和影响。它还通过一些生动的类比，比如水流和水压的关系来解释电压和电流，通过水车的转动来类比功率的大小，这些都让原本复杂的概念变得非常易于理解。此外，书中还涉及了一些关于三相电的初步知识，虽然没有讲得很深，但足以让一个完全没有概念的人对三相电有一个基本的认识，比如它与单相电的区别，以及在工业应用中的优势。我特别欣赏它在讲解过程中，那种循序渐进的方式，不会让你觉得信息爆炸，而是有条不紊地引导你一步步理解。读完这本书，我感觉自己对电这个领域有了更立体、更系统的认识，不再是零散的知识点堆砌，而是形成了一个初步的知识框架。

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坦白讲，我一开始拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，想着大概就是一本普通的教材，充其量讲讲基本概念。然而，这本书给我的惊喜实在是太大了！它在讲解一些看似枯燥的概念时，运用了非常多贴近实际生活的例子，而且解释得极其到位。比如，在讲到电路的“通断”时，它不仅仅是说了个“通”或者“断”，而是深入浅出地分析了断路器、开关等元器件的工作原理，以及它们在防止短路、过载等故障中的重要作用。我印象最深刻的是它关于“接地”的讲解，不是简单地说“接地是为了安全”，而是细致地描绘了接地系统的构成，不同接地方式的特点，以及接地电阻对安全性能的影响，甚至还提到了雷电防护的一些基本常识。读这本书，让我感觉自己不仅仅是在学习理论，更是在理解背后的“为什么”，以及这些知识如何实实在在地保障我们用电的安全。而且，书中提到的那些实验设计和测量方法，虽然非常基础，但却非常实用，让我对如何用万用表等工具进行简单的电路检测有了更清晰的认识，觉得学到的知识立刻就能派上用场。

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这本书的讲解风格让我眼前一亮，完全不同于我以往接触过的任何一本技术类书籍。它没有那种严肃死板的学术腔调，反而充满了启发性和引导性，就像一位经验丰富的老师在旁边手把手地教你一样。例如，在讲解“电路分析”的时候，它并没有直接给出各种定律和公式，而是先引导你去观察电路中的现象，然后提出问题，再一步步地引导你去思考，最终得出结论。我尤其喜欢它关于“戴维南定理”和“诺顿定理”的讲解，它不是直接给出公式，而是通过一个实际的例子，比如一个复杂的电源网络，让你一步步地简化，最终发现这些定理的强大之处，以及它们如何大大简化电路的计算。书中还设计了一些小练习，让你在学习过程中巩固知识，而且这些练习都非常有针对性，能够及时发现自己理解上的盲点。读完这本书，我感觉自己不仅仅是学会了电工基础知识，更重要的是培养了一种独立分析和解决问题的能力，这对于我未来的学习和工作都非常有帮助。

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这本书真的完全颠覆了我对“基础”二字的认知。我原本以为这只是那种泛泛而谈、讲讲电压、电流、电阻这些概念的书，结果万万没想到，它竟然能把这些最基础的东西讲得如此深入骨髓，让人有种茅塞顿开的感觉。比如，它不只是告诉你“电压是驱动电荷移动的原因”，而是细致地剖析了电动势的本质，以及不同电源（如干电池、发电机）产生电动势的机理，甚至还涉及了一些电化学和电磁感应的入门原理。读的时候，我感觉自己就像一个初学者，但书中那些详尽的图示和类比，让那些抽象的概念瞬间变得形象生动。而且，它不仅仅停留在理论层面，还大量的举例说明了这些基础知识在实际生活中的应用，比如解释了为什么家里的电线会有粗细之分，电灯开关的原理等等，这些都让我觉得学习过程既扎实又有趣。这本书的编排也很用心，循序渐进，不会让人觉得一下子信息量过大而产生畏惧感。每次读完一章，总有一种“原来是这样”的恍然大悟，感觉自己的知识体系被一点点地搭建起来，而且基础特别牢固，为以后深入学习打下了坚实的基础。

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作为一名对电学完全陌生的新手，我被这本书彻底“圈粉”了。它没有使用太多晦涩难懂的专业术语，而是用非常生活化的语言来解释那些看似高深的原理。比如，在讲解“电感”的时候，它没有直接抛出“电感是阻碍电流变化的导体”这样的定义，而是用了一个“水管中的弹簧”的比喻，形象地说明了电感在阻碍电流突变时的作用，以及它在滤波、振荡电路中的应用。同样，对于“电容”，它用“蓄水池”来类比，解释了电容储存电荷的特性，以及它在耦合、旁路等方面的作用。这些类比让我一下子就抓住了核心概念，而且记忆深刻。书中还穿插了一些小案例，比如解释为什么有些电器会有“待机功耗”，以及如何降低功耗，这些都让我觉得学到的知识非常实用，并且能够立刻应用到日常生活中。这本书的排版也很好，重点突出，关键概念有醒目的提示，让我能够更好地抓住学习的重点。

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