应用水力学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:闵兆宏

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996-01-01

价格:4.1

装帧:

isbn号码:9787120022778

丛书系列:

图书标签:

• 水力学
• 应用水力学
• 流体力学
• 工程水力学
• 水工学
• 水资源
• 流体动力学
• 水力计算
• 工程应用
• 基础理论

好的，这是一本名为《现代机械设计原理与优化》的图书简介，旨在提供机械设计领域的深度洞察和前沿技术应用。 --- 现代机械设计原理与优化 一本跨越理论与实践的深度指南，面向未来工程挑战的系统性著作 图书简介 《现代机械设计原理与优化》是一本旨在系统梳理和深入探讨现代机械设计理论、方法与前沿技术的综合性专业著作。本书紧密结合当前工业4.0、智能制造以及绿色工程的发展趋势，突破了传统机械设计教材的局限，将经典力学原理与先进的计算模拟、优化设计理念无缝融合，为读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。 核心内容与结构 本书分为四个主要部分，层层递进，构建起从基础理论到复杂系统集成的完整框架： 第一部分：机械设计基础的深化与扩展 本部分重申和深化了机械设计所需的基础理论，但重点聚焦于在现代高载荷、高精度工况下的适用性与局限性。 1. 材料科学在设计中的前沿应用： 超越传统的材料性能参数表述，本书详细探讨了先进复合材料、智能材料（如形状记忆合金、压电材料）在结构中的选型原则和失效分析。重点讲解了疲劳寿命的概率预测模型，特别是低周疲劳和高周疲劳在交变载荷下的精确评估方法，并引入了断裂韧性（$K_{IC}$）在结构安全裕度评估中的核心地位。 2. 现代机构学与运动控制： 传统运动学分析在此部分被提升至柔顺机构（Compliant Mechanisms）的设计层面。详细阐述了基于虚位移原理和能量方法的柔顺机构运动学建模，分析了材料弹性变形对机构运动轨迹的影响，并引入了空间曲面生成方法，用于复杂空间六自由度运动系统的设计。同时，对高速机械中转子动力学进行了深入剖析，包括临界转速预测、涡动抑制技术以及主动磁轴承系统的控制策略。 3. 摩擦、润滑与表面工程： 本章聚焦于极端工况下的接触力学。除了经典的赫兹接触理论外，本书重点介绍了接触面的微观形貌对摩擦磨损特性的影响，特别是边界润滑和混合润滑状态下的油膜建立过程（Elasto-Hydrodynamic Lubrication, EHL）。表面工程部分则详细分析了PVD/CVD涂层技术、激光熔覆技术在提高零部件服役寿命中的应用机理和设计规范。 第二部分：基于模型的系统设计方法（Model-Based System Engineering, MBSE） 这是本书区别于传统设计教材的关键部分，系统性地引入了现代工程设计流程中的数字化工具和方法论。 4. 有限元分析（FEA）的高级应用与验证： 本书不仅教授如何使用FEA软件，更侧重于“如何正确建模”。内容包括非线性材料模型的选择（如弹塑性、粘弹性）、接触算法的精确选择与收敛性控制、以及网格划分对计算结果敏感性的分析。特别强调了多物理场耦合分析（热-结构-流体耦合）在电机、轴承系统设计中的应用案例。 5. 机械系统的动力学仿真与虚拟样机技术： 详细介绍了多体动力学（Multi-Body Dynamics, MBD）的建模方法，包括拉格朗日方程和哈密顿原理在复杂机械系统（如机器人、悬挂系统）中的应用。重点讲解了如何利用虚拟样机环境进行系统集成测试，预测瞬态响应和系统稳定性，并讨论了刚柔耦合系统（Rigid-Flexible Coupling）的建模挑战与解决方案。 6. 可靠性工程与寿命预测： 将传统的经验设计提升到基于概率和数据的预测层面。详细阐述了Weibull分布、Lognormal分布在零件寿命分析中的应用，并引入了基于载荷谱的疲劳损伤累积模型（如Miner准则的改进型）。探讨了加速寿命试验的设计与数据外推方法，以及系统可靠性框图的构建与系统故障模式与影响分析（FMEA）。 第三部分：优化设计与智能制造集成 本部分是实现“高性能”和“低成本”目标的技术核心，集中讨论如何利用计算智能提升设计效率和产品性能。 7. 拓扑优化与形状优化： 本书系统介绍了解决结构轻量化和刚度最大化问题的核心技术——拓扑优化。详细剖析了密度法（SIMP）、水平集方法（Level Set Method）的数学基础、迭代算法及约束条件的设定。更进一步，深入探讨了如何将优化结果（通常是复杂的自由形貌）转化为可制造的CAD模型，并讨论了在增材制造（AM）背景下的优化策略转变。 8. 参数化设计与多目标优化： 针对机械产品设计中普遍存在的多个相互冲突的优化目标（如重量最小化 vs 刚度最大化），本书详尽介绍了帕累托前沿（Pareto Front）的概念。系统讲解了遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）等启发式算法在工程优化问题中的应用，并提供了如何使用响应面法（Response Surface Methodology, RSM）加速优化迭代过程的实用技巧。 9. 智能制造中的设计接口： 探讨了设计模型与生产过程之间的数字化连接。内容包括如何为数控加工（CNC）和增材制造直接生成可执行的几何数据，以及如何通过设计参数化，实现快速的产品配置和定制化生产。引入了数字孪生（Digital Twin）的概念，阐述了设计阶段输入数据如何驱动运行阶段的仿真和反馈。 第四部分：前沿与跨学科设计专题 本部分关注当前正在快速发展的技术领域，为读者指明未来研究和工程实践的方向。 10. 伺服控制与机电一体化系统的设计： 将机械结构与电子控制系统视为一个整体进行设计。详细分析了PID控制器的设计、鲁棒控制理论在抑制机械振动中的应用。特别关注了高精度位置控制系统中的误差源分析，包括执行器非线性、传感器噪声对系统性能的影响，以及如何通过结构优化来简化控制难度。 11. 微纳机电系统（MEMS）设计基础： 介绍了微米尺度下材料行为的特殊性，如表面效应的主导作用。重点讲解了微传感器、微驱动器的设计原理，如电容式传感器的灵敏度分析、压电驱动器的线性化建模，以及微加工工艺对最终器件性能的制约。 12. 绿色设计与可持续性工程： 从全生命周期角度审视机械产品。系统阐述了环境影响评估（Life Cycle Assessment, LCA）的方法论，包括能源消耗、废弃物排放的量化。探讨了面向拆解的设计（Design for Disassembly, DFD）原则和材料的循环利用策略在现代机械产品开发中的具体实施。 本书特色 理论深度与工程实践的完美结合： 每一章的理论推导后均附有详细的工程案例分析和软件应用指南。 强调计算工具的理性运用： 教导读者不仅要会使用软件，更要理解其背后的物理模型和数值方法，从而对仿真结果进行批判性评估。 前瞻性视野： 覆盖了智能制造、增材制造和系统集成等面向未来的关键技术领域。 适用对象 本书适合于机械工程、车辆工程、航空航天工程、工业设计等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于提升复杂机械系统设计与优化能力的工程师、研发人员和技术管理人员。阅读本书需要具备扎实的工程力学、材料学和基础控制理论知识。

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这本书的文字组织和叙事节奏简直是教科书级别的范本，它以一种极其严谨且又不失亲和力的方式，将那些看似晦涩难懂的理论知识层层剥开，展现在读者面前。作者似乎深谙如何引导读者的思维，从最基础的概念出发，每一步的推导都逻辑清晰，环环相扣，让人在不知不觉中就接受了那些原本需要反复琢磨才能领会的复杂原理。尤其是对于那些公式的引入和解释，绝非简单地罗列，而是结合了大量的实际工程案例进行剖析，使得抽象的数学模型立刻变得具象化、可触摸。我特别欣赏作者在处理那些历史背景和发展脉络时的笔法，既有深度又不拖沓，为我们理解这些学科是如何一步步演进提供了绝佳的背景支持。阅读过程中，我常常能感受到一种被精心设计过的学习路径的引导，每读完一个章节，都像是完成了一次成功的攀登，视野豁然开朗，对整体知识体系的把握也更加牢固。这种扎实的构建方式，远超出了普通参考书的范畴，更像是一场精心策划的知识探险。

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拿到这本册子的时候，我首先被它那股扑面而来的“老派”严谨气息所吸引。封面设计低调内敛，内页的排版也颇具年代感，仿佛能闻到油墨和纸张混合的独特气味。它给我的感觉，不是那种追求花哨图示和多媒体互动的现代教材，而是一部沉下心来、专注于文字力量的经典著作。书中的语言风格非常古典，用词考究，即便是描述最基础的物理现象，也力求准确、精炼，没有一句多余的赘述。在某些涉及理论推导的段落，作者采用了近似于哲学思辨的论证方式，这种深度使得阅读过程充满了挑战性，但一旦领悟，那种智力上的满足感是无与伦比的。我得承认，初期阅读时需要极大的专注力来跟上作者的思路跳跃和论证层次，但这种“慢读”的过程，反而帮助我真正内化了知识，而不是流于表面的记忆。它更像是一位资深的导师，用最纯粹的语言在与你进行一对一的深度对话。

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通读全书，我产生了一种强烈的“全景感”，仿佛作者给我提供了一张关于整个学科领域的精密航海图。它不仅仅停留在理论的讲解层面，更巧妙地将水利工程的各个分支——从流体力学基础到结构设计考量——编织成了一张有机的网络。章节间的衔接处理得极为自然，读到某一处时，总能联想到前面已经学过的内容，或是预感到后面即将展开的更深层次的议题，没有丝毫的割裂感或突兀感。这种结构上的严密性，使得知识的积累过程变得十分平稳和连贯。它不是零散知识点的堆砌，而是一个完整的知识体系的构建过程，让人感觉自己是在搭建一座坚固的知识大厦，而不是在玩七巧板。对于想要系统性建立专业框架的读者而言，这种整体性的架构设计，无疑是最高效的学习路径。

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这本书最让我感到惊喜的是它对“不确定性”和“边界条件”的探讨。很多入门级的读物倾向于将所有问题理想化，构建一个完美的、无摩擦力的模型，但这本书的格局显然要大得多。作者非常坦诚地指出了现实世界中各种干扰因素对理论模型的侵蚀作用，并系统性地分析了如何通过工程经验和修正系数来桥接理论与现实的鸿沟。在某些章节，作者甚至深入探讨了模型选择本身的局限性，这体现了一种非常成熟的科学态度——承认知识的边界。这种反思性的叙述方式，让我意识到学习技术不仅是掌握工具，更是理解工具的适用范围。它促使我不再满足于套用公式，而是开始审视每一个参数背后的物理意义及其可能存在的误差来源。这种对现实复杂性的尊重，是这本书超越一般教材的价值所在。

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这本书的图表绘制简直是艺术品级别的呈现。那些剖面图、流线图以及能量损失的示意图，线条流畅、标注清晰，每一个细节都像是经过了反复的打磨。我接触过不少技术类书籍，很多图示往往是机械地堆砌数据，让人看得一头雾水，但这本则完全不同。作者显然在视觉传达上投入了巨大的心力，所有的图形不仅是辅助理解文字的工具，它们本身就具备了独立的解释力。例如，在描述复杂管网流动特性时，作者没有过多依赖冗长的文字描述，而是通过一组巧妙编排的等值线图和局部放大图，瞬间就将复杂的压力梯度变化可视化了。这种对视觉语言的精妙运用，极大地降低了理解高阶概念的认知负荷。对于我们这些需要经常在图纸和实际设备之间进行转换的专业人士来说，这种高质量的图形支持是至关重要的财富。

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