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出版者:化学工业

作者:李学祥

出品人:

页数:144

译者:

出版时间:2005-7

价格:17.00元

装帧:

isbn号码:9787502571122

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机械之魂：现代工业制造技术详解 内容提要： 本书深度剖析了当代工业制造领域的核心技术与发展趋势，旨在为工程师、技术人员及相关领域学者提供一本全面、深入的参考指南。我们不再关注个人电脑的搭建与维护，而是将目光投向支撑现代社会运转的宏大工业体系，聚焦于精密制造、先进材料科学、自动化控制以及可持续性工程实践的交叉前沿。 全书共分为六大部分，共计三十章，结构严谨，内容涵盖从基础理论到尖端应用的完整链条。 --- 第一部分：材料科学与基础工程（Materials Science and Fundamental Engineering） 本部分是理解现代制造的基石，重点探讨了决定产品性能和生产效率的关键因素——材料的特性与选择。 第一章：工程材料的微观结构与宏观性能 深入介绍金属、陶瓷、高分子材料以及复合材料的晶体结构、缺陷理论及其对力学性能（如强度、韧性、疲劳极限）的影响。详细分析了热处理工艺，如淬火、回火、正火对材料性能的精确调控机制。 第二章：先进金属合金的研发与应用 聚焦于高性能合金，包括超高强度钢（如马氏体时效钢）、钛合金在航空航天领域的应用，以及高温镍基合金在燃气轮机中的关键作用。探讨了增材制造对传统合金设计理念的颠覆性影响。 第三章：功能性材料的集成 阐述了半导体材料的掺杂技术、压电材料的本征特性，以及智能材料（如形状记忆合金、自修复聚合物）在传感器和执行器中的集成方法。重点分析了材料的电学、磁学和光学特性如何服务于特定的工业功能。 第四章：表面工程与防护技术 详细介绍各种表面改性技术，包括但不限于化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、离子注入和热喷涂。探讨了这些技术如何有效提高工件的耐磨损、耐腐蚀和抗氧化能力，延长关键部件的使用寿命。 --- 第二部分：精密加工与成形技术（Precision Machining and Forming） 本部分深入探讨如何将材料转化为具有精确几何形状和表面质量的零部件。 第五章：高速切削的动力学模型 构建复杂多轴联动数控机床（CNC）的切削力模型，分析刀具磨损的实时监测与预测。阐述了在高速、高进给率条件下如何控制颤振（Chatter）以保证加工精度和表面光洁度。 第六章：特种加工方法（ECM, EDM, LBM） 详述电化学加工（ECM）、电火花加工（EDM）及激光加工（LBM）的基本原理、工艺参数控制及其在加工难加工材料（如高温合金、硬质材料）中的优势与局限性。重点讨论了超快激光在微纳加工中的应用。 第七章：塑性成形工艺的数值模拟 引入有限元方法（FEM）对锻造、冲压和深拉伸等塑性加工过程进行模拟。分析材料流动、残余应力分布以及模具设计优化，以最小化缺陷率。 第八章：超精密磨削与抛光 研究亚微米级和纳米级表面粗糙度的实现技术，包括磁流变抛光（MRF）和离子束抛光技术。探讨了如何通过控制工艺参数来消除加工诱导的表面损伤层。 --- 第三部分：增材制造（Additive Manufacturing, AM）的原理与实践 本部分全面解析了近年来颠覆传统供应链的增材制造技术链条。 第九章：增材制造的技术分类与机理 详细对比了基于粉末床熔融（SLM/EBM）、定向能量沉积（DED）和粘结剂喷射（Binder Jetting）等主流技术的物理过程和适用材料。 第十 章：增材制造的材料科学挑战 探讨增材制造过程中特有的凝固行为、应力累积导致的孔隙率和裂纹问题。分析如何通过优化扫描策略和后处理工艺来消除或减轻这些结构缺陷。 第十一 章：拓扑优化与设计自由度 介绍利用拓扑优化算法生成轻量化、高性能的复杂几何结构。阐述了如何将这些“不可制造”的有机结构有效地转化为可打印的增材制造文件（如STL或AMF）。 第十二章：增材制造的后处理与性能验证 后处理（如热等静压HIP、热处理）在恢复增材制造部件机械性能中的关键作用。建立了增材制造部件的特定质量控制标准和无损检测方法。 --- 第四部分：工业自动化与智能控制（Industrial Automation and Smart Control） 本部分聚焦于如何利用信息技术和先进控制理论实现制造过程的柔性和智能化。 第十三章：可编程逻辑控制器（PLC）的编程与网络 深入讲解梯形图、指令表等编程语言在工业控制系统中的应用。重点介绍工业以太网（如EtherNet/IP, Profinet）在构建分布式控制系统（DCS）中的通信协议和安全机制。 第十四章：机器人学与运动规划 分析多关节机器人的运动学（正运动学与逆运动学）求解方法。讨论了轨迹规划算法，特别是针对障碍物规避和节拍时间优化的路径搜索策略。 第十五章：传感器技术在过程监控中的应用 介绍用于测量温度、压力、振动和应变的高精度传感器。重点分析了利用机器视觉系统进行在线缺陷检测和尺寸测量的算法。 第十六章：工业物联网（IIoT）与数据采集 构建基于边缘计算的工业数据采集架构。探讨如何通过时间序列数据库存储和分析海量制造数据，为预测性维护（PdM）奠定基础。 --- 第五部分：质量管理与过程控制（Quality Management and Process Control） 本部分关注如何通过科学的统计方法确保产品质量的稳定性和可靠性。 第十七章：统计过程控制（SPC）的进阶应用 超越传统的Shewhart控制图，深入研究CUSUM和EWMA控制图在检测微小过程漂移中的效能。讲解过程能力指数（$C_{pk}$和$P_{pk}$）的精确计算与应用场景。 第十八章：六西格玛（Six Sigma）在制造中的部署 详细阐述DMAIC（定义、测量、分析、改进、控制）方法论在解决复杂制造瓶颈问题中的应用案例。重点介绍测量系统分析（MSA）和假设检验在验证改进效果中的地位。 第十九章：可靠性工程与寿命预测 基于威布尔（Weibull）分布和阿累尼乌斯模型，对关键部件的寿命进行概率预测。讲解加速寿命试验的设计与数据分析，以评估产品在极端环境下的耐久性。 第二十章：无损检测技术（NDT） 系统介绍超声波检测（UT）、射线照相检测（RT）、涡流检测（ET）和声发射（AE）的物理原理及其在结构完整性评估中的应用。 --- 第六部分：可持续制造与循环经济（Sustainable Manufacturing and Circular Economy） 本部分探讨面向未来的制造模式，强调资源效率和环境责任。 第二十一章：能源效率与过程优化 分析高能耗制造环节（如熔炼、热处理）的能耗结构。介绍利用热回收技术和优化空分系统来降低单位产值的能耗指标。 第二十二章：绿色设计与生命周期评估（LCA） 详细讲解产品从原材料提取到报废的全生命周期环境影响评估方法（ISO 14040系列标准）。指导工程师在设计阶段即纳入环境友好性考量。 第二十三章：废弃物最小化与再制造技术 探讨如何通过工艺改进和智能排程实现切屑、边角料的源头减量。深入研究复杂产品（如发动机、医疗设备）的模块化设计与高效再制造流程。 第二十四章：数字化孪生在可持续性中的角色 构建制造系统的数字化孪生模型，用于实时模拟不同生产负荷和原材料输入下的资源消耗和污染物排放，指导管理层做出最优决策。 --- 本书的每一个章节均配有大量的行业案例分析、数学模型推导以及最新的研究成果引用，确保内容的前沿性和实用性。它不是关于如何操作特定设备的指南，而是关于理解、设计和优化整个现代工业生产体系的科学与工程原理的深度探索。

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关于系统安装与故障排查这块的内容，作者的处理方式非常贴近实战，完全不是那种纸上谈兵的理论陈述。我记得我上次重装系统时，光是引导文件那里就卡了半天，网上的教程说法各异，看得我一头雾水。这本书却提供了一套结构化的流程图，明确指出每一步可能出现的问题和对应的解决方案。特别是它对UEFI和Legacy启动模式的差异化处理，简直是救星。它不仅仅告诉你“如何做”，更解释了“为什么这样做”。比如，为什么有些固态硬盘需要进行4K对齐，对齐不好会有什么性能损失，这些细节在其他很多教程中都是被一带而过的。更实用的是，书中专门开辟了一个章节，专门针对“蓝屏代码速查与分析”，我试着根据书中的指导，对一个偶发的STOP代码进行了排查，从内存自检入手，层层递进，最终定位到了一个可能是驱动冲突导致的内存块错误。这种循序渐进的排故思路，远比盲目重启或者重装系统高效得多。它教会我的不是几个固定的招式，而是一套可以应对未来任何未知故障的“武功心法”。

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这本书在“维修”环节的深度和广度，远超我预期的“入门级”教材。我原本以为它顶多会覆盖一下更换内存条、硬盘这类简单操作，没想到它居然深入到了主板级别的简单诊断。虽然它并没有教我们如何去焊接元件，但对于如何通过观察主板上的指示灯、电容鼓包、以及通过主板BIOS错误代码来初步判断故障源头，描述得非常清晰。例如，它详细解释了不同品牌主板的POST（开机自检）流程和代码含义，这对于判断是CPU、内存还是显卡的问题，提供了非常直观的线索。此外，书中对于静电防护（ESD）的强调，以及安全操作规范的普及，也体现了作者的专业素养和对读者的负责。我按照书中介绍的方法，给自己做了个简单的防静电工作区，这在进行拆机操作时，确实让我感觉踏实了许多。这本书真正做到了“授人以渔”，让我们学会了如何在硬件层面进行有效的“初步会诊”，而不是动不动就送去售后中心。

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我个人非常欣赏本书在软件与系统优化部分所体现出的前瞻性和实用性。它没有将重点停留在Windows 7的时代，而是紧密跟进到了最新的操作系统特性，比如Windows 10/11中的虚拟内存管理和存储空间（Storage Spaces）功能。我过去一直对系统自带的“碎片整理”持怀疑态度，觉得固态硬盘不需要做这个。但书中解释了现代操作系统是如何智能地调度和优化SSD的TRIM命令，以及为什么对机械硬盘进行优化仍然是提升速度的关键。更让我受益匪浅的是，书中详细介绍了如何通过系统注册表编辑器（Regedit）进行一些细微的性能调整，当然，作者也极其负责任地提醒了修改前的备份工作。我根据书中建议调整了网络适配器的接收缓冲区大小，发现对于下载大文件时的速度波动有了明显的改善。这种将底层原理与实际操作紧密结合的写作方式，让优化不再是玄学，而是基于数据和逻辑的科学行为。

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这本《计算机组装与维修》真是让我大开眼界，尤其是它对硬件基础知识的讲解，简直是庖丁解牛般细致入微。我以前对电脑内部那些密密麻麻的元件总是望而生畏，什么CPU、内存、主板之间的关系，感觉像一团乱麻。但这本书不一样，它用非常生动的比喻和清晰的图示，把复杂的概念拆解得非常易懂。比如，它把CPU比作“大脑”，把内存比作“工作台”，一下子就抓住了核心功能。更让我惊喜的是，书中对于各种接口标准，比如SATA和PCIe的版本迭代，都有详细的对比分析，让我明白为什么新旧设备在性能上会有天壤之别。我特别喜欢它讲解电源选购的那一章节，不再是简单地告诉你瓦数要多大，而是深入分析了80 PLUS认证的意义，以及不同功率段电源在不同负载下的效率曲线，这对于我这种追求稳定性和性价比的用户来说，简直是宝典级别的指导。读完这部分，我终于能自信地去市场上挑选匹配我新显卡的高质量电源了，不再担心买到虚标或者不兼容的产品。这本书在硬件选配和系统优化的初期阶段，为我打下了无比坚实的基础，让我对“组装”这件事从恐惧转变为期待。

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从排版和学习体验的角度来看，这本书的设计也颇具匠心。大量的配图都不是那种随意截取的屏幕截图，而是经过精心绘制的流程图和系统结构示意图，清晰度极高，即便是大尺寸的电路板布局图，关键的元件位置也能通过标注线清楚地指示出来。书籍的用纸和装帧质量也很好，我经常需要翻阅查找特定章节，书页也没有出现松动或磨损的迹象。我尤其欣赏它在章节末尾设置的“自测练习题”和“实战场景模拟”，这些设计强迫读者在读完理论后立刻进行思考和回顾，有效避免了“读完就忘”的尴尬局面。这些模拟题往往包含多个知识点的综合应用，比如“用户报告电脑开机有‘滴滴’声但屏幕不亮”，要求读者按顺序排查BIOS报警声定义、内存插槽接触不良等多种可能性。这本书的结构设计，让学习过程变成了一个有反馈、有挑战的逐步深入的过程，而不是枯燥的文字灌输，极大地提升了我的学习效率和兴趣。

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