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出版者:国防工业出版社

作者:徐建成

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:1970-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787118040746

丛书系列:

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• 工程制图
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机械设计基础：结构、材料与制造工艺的综合指南 本书旨在为学习机械设计领域的学生和工程师提供一个全面而深入的理论基础与实践指导。它涵盖了从最基本的机械原理到复杂系统设计的全过程，重点关注结构力学、材料科学以及现代制造技术之间的有机结合。 --- 第一部分：机械系统分析与基础理论 本部分奠定了理解复杂机械系统的理论基石，侧重于如何对机械部件的受力状态和运动规律进行精确的数学描述与分析。 第一章：静力学与平衡分析 本章详细阐述了刚体平衡的基本原理，包括力的合成与分解、力矩的概念以及自由体图的绘制规范。特别强调了如何处理多力作用下的静力平衡问题，并引入了复杂结构（如桁架、框架）的解题方法，如节点法和截面法。内容深入探讨了摩擦力的性质、静摩擦与动摩擦的区别，以及在实际机械系统中（如轴承、联轴器）摩擦力对系统性能的影响。 第二章：运动学与动力学基础 本章是理解机械运动的核心。首先，系统地介绍了点的运动学描述，包括位移、速度和加速度的矢量表示。随后，进入刚体运动学的范畴，重点分析了平面运动的瞬心法、速度投影法，以及空间运动的基本概念。 在动力学部分，本书遵循牛顿-欧拉定律，详细推导了直线运动、平面运动及复杂约束下物体的动力学方程。重点内容包括：动量守恒定律、角动量守恒定律的应用，以及能量法（功与能定理）在简化动力学问题求解中的强大作用。对惯性力的分析和对机械振动初步概念的引入，为后续的系统优化设计打下基础。 第三章：材料力学基础与应力分析 本章是连接理论计算与实际可靠性的关键环节。材料力学不再被视为孤立的学科，而是与设计安全直接挂钩。 1. 基本变形与应力状态：详述了轴向拉伸、压缩、剪切和扭转下的应力与应变计算，并深入探讨了胡克定律在各向同性材料中的应用。 2. 应力状态的转换：核心内容包括平面应力与平面应变的概念，以及莫尔圆在确定主应力和最大剪应力中的应用。对于三维应力状态，本书引入了应力张量，帮助读者理解复杂载荷下的内部损伤机制。 3. 失效理论：详细介绍了常用的材料失效准则，如最大正应力理论（基于屈服）和最大剪应力理论（Tresca准则），并对比了能量密度理论（Von Mises准则）在塑性变形预测中的优越性。 4. 结构稳定性：专门章节处理了细长杆件在受压时的欧拉临界屈曲载荷计算，并讨论了实际工程中容许载荷的设计裕度确定方法。 --- 第二部分：机械零部件设计与可靠性 本部分将理论知识应用于具体的工程实践，聚焦于现代机械中关键零部件的优化设计与选型。 第四章：连接技术与密封设计 本章涵盖了永久性连接（焊接、铆接）和可拆卸连接（螺纹、键、销）的设计规范。 1. 螺纹连接：重点分析了螺栓连接中的预紧力、工作载荷分配以及连接的防松动技术（如使用锁紧垫圈、双螺母等）。 2. 齿轮与带传动：详细介绍了渐开线齿廓的生成原理、强度计算（包括弯曲强度和接触疲劳强度），以及变位齿轮的应用。对于带传动，则侧重于摩擦系数、包角对有效拉力的影响及寿命评估。 3. 轴与轴承：轴的设计不再局限于强度校核，更强调刚度校核和疲劳寿命预测。轴承部分全面覆盖滚动轴承和滑动轴承的选型、额定寿命计算，以及润滑系统在保证承载能力中的关键作用。 第五章：机械振动与动态响应 本章旨在使设计者能够预测并控制机械系统在工作中的振动问题。 1. 单自由度系统：从自由振动（固有频率）开始，过渡到粘性阻尼系统的有阻尼自由振动，并详细分析了外部激励下的强迫振动（谐响应分析）。 2. 减振与隔振：阐述了如何通过选择合适的阻尼器和隔振器来降低系统对外部激励的敏感性，包括传递率函数的计算和优化。 3. 多自由度系统基础：引入矩阵方法求解多自由度系统的自由振动问题，计算系统的特征值（固有频率）和特征向量（振型），为解决复杂机械的动态耦合问题提供工具。 第六章：可靠性与寿命预测 现代机械设计必须以可靠性为前提。本章从统计学角度切入，为零部件的寿命设计提供科学依据。 1. 可靠性指标：定义了可靠度函数、失效率函数（Weibull分布）和平均寿命（MTBF）。 2. 疲劳寿命分析：深入介绍S-N曲线（Wöhler曲线）的构建与应用，以及如何结合Miner线性累积损伤理论来评估承受变幅载荷的零部件寿命。对于高周疲劳，将引入应变控制下的低周疲劳分析概念。 --- 第三部分：现代制造技术与集成化设计 本部分将设计与制造过程紧密联系起来，强调“面向制造的设计”（DFM）理念。 第七章：先进材料与结构优化 本章探讨了传统材料（如碳钢、铸铁）之外的新型工程材料及其在机械设计中的应用。 1. 工程塑料与复合材料：分析了聚合物材料的粘弹性行为，以及纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）的各向异性力学特性和设计考量。 2. 轻量化设计：介绍拓扑优化、尺寸优化等现代结构优化方法的基本思想，旨在不牺牲关键性能的前提下，最小化零部件质量。 第八章：现代加工技术与公差配合 本章关注设计意图如何在制造过程中精确实现。 1. 精度与公差：系统讲解了几何尺寸和几何公差（GD&T）标准，强调了形位公差（如垂直度、同轴度）对机械装配功能的影响，远超传统尺寸公差的约束。 2. 表面完整性：讨论了不同加工方法（如切削、磨削、电火花加工）对材料表面残余应力、硬度和疲劳性能的影响，指导设计者选择合适的表面处理工艺。 3. 增材制造（3D打印）的设计考虑：简要介绍了增材制造技术对传统零件设计的颠覆性影响，尤其是在复杂内部结构和一体化设计方面的潜力与限制。 --- 总结与展望 本书的结构旨在引导读者从“分析问题”（第一部分）到“解决具体问题并确保安全”（第二部分），最终实现“优化集成化”（第三部分）。通过大量的工程实例和严谨的推导，读者将具备独立进行中小型机械系统概念设计、详细设计和可靠性评估的能力。学习者应当将本书视为一个工具箱，而非单纯的知识汇编，用以应对未来工程实践中的复杂挑战。

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如果要用一个词来概括这本书给我的感受，那就是“实用性极强”。它没有过多地纠缠于晦涩的数学推导，而是将重点放在了如何高效、准确地将设计意图转化为标准的图形语言上。书中关于图层管理和图幅编制的章节，简直是针对职场新人的一剂强心针。它不仅讲解了国家标准（如ISO或国标）对图框、标题栏填写的要求，还非常实际地给出了不同比例尺下图面信息密度的调整建议，这对于日常工作中的出图规范是至关重要的实操技能。我甚至发现，书中提供的几个关于复杂装配体爆炸图的绘制步骤，比我过去在工作中学到的方法还要简洁高效。这本书的价值在于，它成功地搭建了一座理论知识与一线工程实践之间的坚固桥梁，让学习者能够快速地将书本知识转化为解决实际生产问题的能力，真正做到了学以致用，物尽其用。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种哑光处理的材质，手感非常细腻，而且不容易留下指纹，这对于经常翻阅的读者来说是个很贴心的细节。封面的主视觉元素是一种抽象的线条构图，融合了力学的美感与几何的严谨性，虽然没有直接展示具体的图纸，但那种专业的气息已经扑面而来了。内页的纸张选择也非常考究，那种微微泛黄的米白色，在长时间阅读时能有效减轻视觉疲劳，这对于需要长时间对着图纸琢磨的工程技术人员来说，简直是福音。装订方面，采用的是锁线胶装，翻开时能够平摊得很彻底，完全不用担心书脊会断裂或者某些页码因为书页太紧而看不清。而且，这本书的开本尺寸设计得恰到好处，既方便携带，又保证了版面有足够的空间来展示复杂的图形和注释，这一点在很多同类书籍中是很难做到的平衡。光是拿到手里，就能感受到出版方在细节上倾注的心血，这不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的艺术品，让人忍不住想立刻翻开，探索里面的乾坤。

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阅读体验中，最让我感到惊喜的是其详尽且清晰的图例注释系统。很多技术书籍的图纸虽然专业，但密密麻麻的尺寸线和符号标注常常让人眼花缭乱，抓不住重点。然而，这本书在这方面做得非常出色——它巧妙地运用了“分层解析”的技巧。对于每一个复杂的工程图，作者不仅提供了完整的成品图，还附带了多张“局部放大图解”，用不同颜色的线条和箭头来引导读者关注特定的标注细节，比如基准点的选取、形位公差的解读等。此外，它还加入了许多“制图历史小知识”或者“规范演变”的小花絮，这些穿插的内容使得原本可能枯燥的符号学习过程变得生动有趣，让你在学习技术规范的同时，也能理解这些规范是如何一步步发展成熟的。这种细致入微的教学辅助，极大地提升了阅读的效率和对知识的记忆深度，让人感觉作者像是一位经验丰富、耐心十足的私人导师在身边指导。

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我发现这本书在内容编排上的逻辑性简直是教科书级别的典范，完全是为自学者量身定制的。它不是那种堆砌理论和公式的枯燥读物，而是采用了循序渐进的“问题—方法—案例”三段式结构。开篇并没有直接跳入复杂的投影原理，而是先用非常直观的、生活中的例子来解释什么是三维到二维的转换，让人在没有专业背景的情况下也能迅速建立起空间想象力。随着章节深入，你会发现作者非常注重概念的递进关系，每一个新的知识点都会以前面的知识作为支撑，绝不含糊带过。比如，在讲到剖视图的绘制技巧时，它会先回顾相关的断面图知识，然后才引入如何处理复杂的交线和细节标注，这种层层递进的方式，极大地降低了学习的认知负荷。而且，书里穿插了大量的对比图示，比如“正确画法”与“常见错误”的并列展示，这种直观的对比比单纯的文字描述要有效得多，让人能迅速抓住问题的关键所在，避免走弯路。

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这本书的深度和广度都超出了我原本的预期，它绝非市面上那些泛泛而谈的入门指南可比。它的内容覆盖面之全，几乎涵盖了现代工程实践中所有主流的制图标准和规范的最新要求。我特别欣赏其中关于非标准件和复杂曲面表达那一章节的处理方式。作者没有停留在传统的正、侧、俯视图的讲解上，而是深入探讨了如何使用参数化建模思维来指导二维图纸的绘制，这显然是与当前工业4.0的趋势接轨的。更难能可贵的是，书中对于不同行业（例如机械、建筑和电子电气）的制图习惯差异也进行了细致的梳理和比较，让你能清晰地知道在不同应用场景下，侧重点应该放在哪里。对于那些希望从初级绘图员进阶到设计工程师的人来说，这本书提供了跨越鸿沟所需的理论深度和实际应用视野，它不仅仅是教你怎么画，更是在教你“为什么”要这么画，这种对原理的深挖，是任何快速学习手册都无法比拟的。

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