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出版者:武汉理工大学出版社

作者:赵红霞

出品人:

页数:147

译者:

出版时间:2005-9

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787562920786

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《现代机械设计与制造精要》 前言 在科技日新月异的今天，机械工程作为国民经济的基石，其重要性愈发凸显。从精密的航空航天设备到高效的工业自动化系统，再到我们日常生活中无处不在的家用电器，机械工程的触角几乎延伸到了每一个角落。本书《现代机械设计与制造精要》旨在为机械工程领域的学习者、研究者及从业人员提供一本全面、深入且实用的参考指南。我们力求在内容上兼顾理论深度与实践应用，以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，系统阐述现代机械设计与制造的核心概念、关键技术与发展趋势。 本书并非对某一特定细分领域的浅尝辄止，而是着眼于机械工程知识体系的整体构建。我们深入探讨了机械设计的基本原理，包括材料力学、结构分析、动力学仿真等，并结合现代计算机辅助设计（CAD）和有限元分析（FEA）等先进工具，展示如何实现高效、可靠且性能优越的机械产品设计。同时，本书也详尽介绍了现代制造技术的发展脉络及其在实际生产中的应用，涵盖了先进的加工工艺、智能化制造装备、以及质量控制与优化方法。我们相信，一个优秀的设计必须与精良的制造相辅相成，才能最终转化为市场认可的优质产品。 本书最大的特点在于其系统性和前瞻性。我们不仅梳理了机械工程领域的基础知识，更着力于展现其在当前和未来发展中的新动向，例如数字化转型、绿色制造、智能制造以及新兴材料的应用等。我们希望通过本书，能够帮助读者建立起一个全面而深刻的理解，从而更好地应对未来机械工程领域所面临的挑战与机遇。 第一章：机械设计基础理论 revisited 本章将对机械设计的基础理论进行系统性回顾与深化。首先，我们将详细解析材料力学中的应力、应变、弹性与塑性变形等核心概念，并通过大量实例分析，阐述其在构件强度、刚度与稳定性设计中的重要作用。读者将学习如何运用断裂力学、疲劳分析等理论，评估构件在复杂载荷条件下的可靠性，并掌握预测材料在长期服役过程中性能衰减的方法。 接着，本章将聚焦于机械系统的动力学行为。我们将深入探讨振动理论，包括自由振动、受迫振动、阻尼振动及其在机械故障诊断与预测中的应用。通过对动力学方程的推导与求解，读者将能理解不同机械构件的运动特性，并掌握设计减振降噪措施的关键技术。 此外，我们还将探讨摩擦学在机械设计中的核心地位。摩擦、磨损与润滑的机理及其对机械系统性能的影响将被深入剖析。本书将介绍各种润滑材料的特性、选择原则以及润滑系统的设计要点，以期最大限度地降低能量损耗，延长机械部件的使用寿命。 最后，本章将介绍现代设计方法学。我们将讨论可靠性设计、易维护性设计以及成本效益分析等概念，并强调在设计过程中集成全生命周期管理（PLM）理念的重要性。通过这些先进的设计理念，读者将能创造出更加人性化、经济化且环境友好的机械产品。 第二章：先进的机械传动与驱动技术 机械传动与驱动系统是实现机械运动和能量转换的核心。本章将以前瞻性的视角，深入探讨现代机械传动与驱动技术的发展。 首先，我们将对传统的齿轮传动、带传动和链传动进行原理性的梳理，并重点分析其在高性能化、小型化和高精度化方面的最新进展。例如，高精度齿轮的制造工艺、新型复合材料在带传动中的应用，以及低噪音、高效率链条的设计。 随后，本章将重点介绍新型传动技术。谐波减速器、行星减速器等高精密传动装置将在本章得到详尽的阐述，包括其工作原理、结构特点、应用领域以及设计选型要点。磁力传动技术，作为一种无接触、无磨损的传动方式，其优势、挑战以及在特殊环境下的应用前景也将被重点介绍。 在驱动技术方面，本章将聚焦于现代电动机与液压/气动系统。我们将分析各种电动机（如永磁同步电机、直流无刷电机）的特性及其在伺服控制领域的应用。对于液压与气动系统，我们将深入探讨其在节能、精密控制以及高功率输出方面的最新发展，包括新型泵、阀和执行器的设计与应用。 此外，本书还将探讨集成化驱动与传动解决方案，例如机电一体化系统，它将机械、电子、信息技术融为一体，是实现高智能、高效率机械系统的关键。读者将学习如何进行多学科交叉的设计，以实现传动与驱动系统的最优匹配。 第三章：现代材料在机械工程中的应用 材料是机械工程的物质基础，材料的革新直接推动着机械设计的进步。本章将深入探讨现代材料在机械工程中的应用，并展望未来的发展趋势。 我们将首先回顾传统工程材料的特性与应用，如碳钢、不锈钢、铝合金、铸铁等，并重点分析其在不同应用场景下的性能优势与局限性。 随后，本章将重点关注高性能工程材料。高强度合金钢、钛合金、高温合金等材料因其卓越的力学性能、耐腐蚀性和耐高温性，在航空航天、能源、医疗等领域有着广泛的应用。本书将详细介绍这些材料的微观结构、力学性能以及热处理工艺，并提供实际应用案例。 复合材料作为一类具有革命性潜力的新型材料，将在本章获得重点阐述。纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维复合材料）、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等的制备工艺、性能特点以及在轻量化设计、高强度结构件制造中的应用前景将被详细介绍。 此外，本书还将探讨智能材料和纳米材料在机械工程中的新兴应用。形状记忆合金、压电陶瓷、磁致伸缩材料等智能材料如何在传感器、执行器和仿生机械设计中发挥作用，以及纳米材料如何在表面处理、增强材料性能等方面带来突破，都将得到深入的探讨。 最后，本书还将关注材料的绿色化与可持续性。生物基材料、可回收材料以及减少环境影响的材料加工技术，将是未来机械工程发展的重要方向。 第四章：先进制造技术与工艺 先进制造技术是实现机械产品高性能、高效率和高可靠性的关键。本章将对当前主流的先进制造技术进行系统性介绍与分析。 本章将首先深入探讨增材制造（3D打印）技术。从金属增材制造到高分子材料增材制造，我们将介绍不同工艺（如SLM, FDM, SLA等）的工作原理、材料选择、设计考量以及在原型制造、复杂结构制造和定制化生产中的应用。 其次，我们将聚焦于精密加工技术。数控（CNC）加工技术的最新发展，包括五轴联动加工、超精密加工以及微纳加工技术，将在本章得到详尽的阐述。激光加工、电火花加工（EDM）等非传统加工技术的高效性与精度优势也将得到充分展现。 然后，本章将深入研究智能制造技术。工业物联网（IIoT）、大数据分析、人工智能（AI）等技术如何赋能生产过程，实现生产线的智能化监控、预测性维护和自适应优化，将是本章的重点。我们将介绍数字孪生、柔性制造系统以及智能机器人等概念，并探讨它们如何构建未来的智能工厂。 此外，本章还将关注先进的装配与检测技术。自动化装配线、机器人协同装配以及无损检测技术（如超声波检测、X射线检测）的应用，将是实现高效、高质量产品制造的保障。 最后，本书还将探讨绿色制造与可持续制造理念在先进制造技术中的体现，包括节能减排的加工工艺、资源回收利用技术以及对环境友好型制造过程的设计。 第五章：机械系统的集成与优化 机械系统的集成与优化是实现整体性能最大化的关键环节。本章将从系统工程的视角，深入探讨机械系统的集成与优化理论与方法。 本章将首先强调系统思维在机械设计中的重要性。我们将解析如何将分散的机械部件、传动系统、控制系统以及电子元件有效地整合为一个协同工作的整体。模块化设计、标准化接口以及接口兼容性分析将是本章的重点。 随后，我们将深入探讨多学科协同设计（MBD）方法。如何将结构、热、流体、电磁等不同领域的仿真分析集成起来，进行全方位的性能评估，以避免设计过程中的局部最优导致整体性能下降，将是本章的核心。 本章还将重点介绍优化设计方法。我们将讲解基于数学模型和计算智能的优化技术，如遗传算法、粒子群优化等，如何用于求解复杂的机械系统参数优化问题。目标函数与约束条件的设定，以及不同优化算法的适用性分析，都将得到详细的论述。 此外，本书还将探讨系统集成后的性能验证与测试。我们将介绍包括仿真测试、原型测试、以及现场运行测试等不同阶段的验证方法，以确保设计方案的有效性和鲁棒性。 最后，本章将关注机械系统的全生命周期管理（PLM）在集成与优化过程中的应用。如何将设计、制造、运行、维护等各个环节的信息进行整合与共享，以实现对整个机械系统的持续改进与优化，将是未来发展的方向。 结语 《现代机械设计与制造精要》的完成，凝聚了作者团队对机械工程领域深厚的热情和不懈的追求。我们深知，机械工程是一个不断发展变化的领域，本书所呈现的内容，仅是对当下先进理念和技术的一种梳理和总结。我们期望本书能够成为广大机械工程从业者和学习者的一盏明灯，指引他们在广阔的工程世界中不断探索、创新，为推动社会进步和科技发展贡献力量。我们诚挚地欢迎读者就本书内容提出宝贵的意见和建议，共同为机械工程的繁荣发展而努力。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉的盛宴，那种厚重而又不失典雅的气质，初次上手时就给人一种“有料”的期待感。封面那一抹深沉的墨绿色，配上烫金的字体，在书架上自成一景。我特意找了个光线充足的午后，翻开了第一页，纸张的质感非常出色，不是那种廉价的漂白纸，而是带着一丝温暖的米白色，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过分疲劳。内页的排版布局也极为讲究，字里行间留出的呼吸空间恰到好处，没有那种被文字塞满的压迫感。更让我惊喜的是，作者（或者说编者）在章节的开头和结尾，会穿插一些关于机械工程发展史的小插图或者名人名言的引用，虽然这些内容并非核心技术讲解，但它极大地丰富了阅读的层次感，让人在学习专业知识的紧张之余，还能感受到这门学科背后深厚的文化积淀和人文关怀。我甚至发现，即便是用来做家里的装饰品，它也显得品味非凡，完全不像一本纯粹的教科书，更像是一件精心制作的艺术品。这种对细节的极致追求，无疑是为这本书的整体价值做了非常积极的预热，让人对内里的内容充满了好奇与敬意，仿佛握在手里的不是一本书，而是一份沉甸甸的学术传承。

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从实战应用的角度来看，这本书的价值远远超出了传统的理论教材范畴。它更像是一本“工具书”与“理论指南”的完美结合体。在每一个关键技术的讲解之后，书中都会紧跟着几个非常贴近工业现场的案例分析，这些案例的深度和广度都令人印象深刻。比如，在介绍数控机床的运动控制原理时，书中没有停留在抽象的运动学方程上，而是详细剖析了一个实际零件的加工路径规划中可能遇到的误差补偿问题，甚至还模拟了不同算法对加工时间和表面质量的影响。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的闭环设计，对于我们这些渴望将所学知识应用于实际工程项目的人来说，简直是雪中送炭。我甚至可以想象，如果把这本书带到工厂车间，它完全可以作为工程师们在面对复杂故障排除或新工艺开发时的第一参考手册。书中那些图表和流程图的绘制也极为清晰，很多原本需要花费大量时间在脑海中构建的复杂机构动作，通过书中精确的二维或三维示意图，瞬间变得清晰明了，极大地缩短了从“知道”到“理解”的过渡时间。

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这本书的章节逻辑组织，堪称教科书级别的典范，它不像有些专业书籍那样上来就抛出晦涩难懂的公式和概念，而是采用了一种非常温和、循序渐进的“搭建式”教学法。你可以明显感觉到，作者在设计整个知识体系的“脚手架”时下了大功夫。比如，在介绍一个复杂的动力学系统时，它会先从最基础的理想化模型入手，用最直白的语言勾勒出框架，然后再逐步加入摩擦力、阻尼等实际因素进行修正和深化。这种层层递进的处理方式，极大地降低了初学者的入门门槛。我尤其欣赏它在概念辨析上的细致入微，对于那些容易混淆的术语，比如“刚度”和“弹性模量”之间的细微差别，书中不仅给出了精确的定义，还配上了形象的比喻，甚至还特别开辟了“常见误区解析”的小栏目。这说明编者完全站在读者的角度思考问题，深知学习过程中的痛点在哪里。读完某一部分后，那种“原来如此”的豁然开朗感，是其他很多枯燥读物所无法比拟的，仿佛作者是一位经验丰富、耐心十足的私人导师，全程陪伴你攻克难关。

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这本书的翻译质量，达到了我近期阅读的最高水准，这在处理高度专业化的技术文本时尤为难得。很多机械工程领域的词汇，其英文原意与中文的直译之间存在着巨大的理解鸿沟，稍有不慎就会导致整个技术描述的偏差。然而，此书中的译者显然不仅精通英语，更是对机械工程的实际操作和理论背景有着深刻的洞察。他们巧妙地运用了行业内约定俗成的术语，而不是生硬地堆砌辞藻。举个例子，当涉及到材料科学中的“屈服点”或“韧性”等概念时，译文不仅准确传达了原意，还通过润色，使其更符合国内工程界的表达习惯。阅读过程中，我几乎没有遇到任何因为翻译不当而产生的停顿或需要反复查阅的困惑。这种丝滑流畅的阅读体验，极大地提升了信息吸收的效率。这绝非一般兼职译者能够达到的高度，它体现了一种专业团队对知识传播的严肃态度和对读者时间成本的尊重，让原本艰涩的跨语言学习过程，变成了一种愉悦的知识迁移体验。

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这本书在内容的广度上所展现出的雄心壮志，实在令人敬佩。它似乎并不满足于仅仅涵盖某一个细分领域，而是试图搭建一座连接多个相关学科的桥梁。例如，在讲解流体力学基础时，它没有孤立地进行介绍，而是巧妙地引申到了现代热管理系统，并紧密结合了CFD（计算流体力学）的基本原理和常用求解器的特性。这种跨界融合的处理方式，非常符合当下工程领域对复合型人才的需求。我发现自己在使用这本书时，不知不觉地拓宽了视野，很多原本以为是其他专业范畴的知识点，在这里都得到了清晰、系统的串联。它促使我开始思考，例如，一个结构优化问题，如何与电磁兼容性（EMC）的要求进行协同设计。这种系统性思维的培养，才是真正高级的教育价值所在。这本书提供的不只是知识点，更是一套分析和解决复杂工程问题的底层方法论，它为我们未来的职业发展打下了极其坚实且富有前瞻性的基础。

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