汽车工程学基础

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出版者:人民交通出版社
作者:
出品人:
页数:203
译者:
出版时间:2003-2
价格:12.00元
装帧:
isbn号码:9787114034794
丛书系列:
图书标签:
  • 汽车工程
  • 汽车技术
  • 机械工程
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具体描述

《现代机械设计原理与应用》图书简介 本书聚焦于当代机械工程领域的核心理论、先进设计方法以及工程实践中的关键技术,旨在为读者构建一个全面、深入且与时俱进的机械设计知识体系。 第一部分:基础理论的深度重塑与扩展 本书的开篇部分,超越了传统教材对基本力学原理的简单罗列,而是着眼于如何将这些基础理论应用于复杂工程系统的分析与优化。 1. 材料科学与工程行为的精细化分析: 本章详尽阐述了工程材料在极端载荷(高应力、超低温或高温环境)下的本构关系。重点剖析了疲劳裂纹的萌生与扩展机理,特别是引入了增材制造(3D打印)材料在微观结构上的各向异性对宏观力学性能的影响。我们详细讨论了智能材料(如形状记忆合金、压电材料)在执行器和传感器设计中的应用潜力,并提供了先进的断裂力学模型,用以预测复杂几何结构下的安全极限。 2. 动力学与振动控制的高级主题: 在机械系统动力学部分,我们从连续体动力学出发,结合有限元方法(FEM)对柔性体进行建模。本书重点讲解了随机激励下的系统响应分析,以及非线性振动现象,如分岔和混沌行为。针对高速旋转机械和往复机械,我们系统介绍了主动和被动减振技术,包括磁悬浮轴承的工作原理、阻尼器的优化设计(如粘滞阻尼器、亥姆霍兹共振器应用),以及模态解耦技术,确保系统在工作状态下的平稳性。 3. 机构学与运动控制的创新视角: 本部分突破了传统平面机构的范畴,深入研究了空间机构的运动学和动力学分析。我们详细介绍了闭环机构(如Stewart平台、并联机器人)的雅可比矩阵奇异性分析及其规避策略。在运动控制方面,本书侧重于柔顺控制(Compliance Control)和基于力/阻抗控制的设计方法,这对于实现人机安全协作和精密装配任务至关重要。此外,还探讨了摩擦学在机构传动效率和寿命中的决定性作用,包括润滑剂的边界润滑理论和自润滑材料的应用。 第二部分:现代机械设计方法论与数字化工具 本书紧密结合工业4.0的趋势,系统介绍了指导现代复杂机械系统研发的先进设计理念和计算工具。 1. 面向性能的参数化设计与优化: 本章详尽介绍了参数化建模(Parametric Modeling)与高性能计算的结合。核心内容包括:基于响应面法(RSM)、粒子群优化(PSO)、遗传算法(GA)等多目标优化算法在结构强度、刚度和质量之间的权衡设计。我们提供了详细的流程图,指导读者如何将仿真结果直接反馈到设计变量的迭代过程中,实现设计空间的快速收敛。 2. 产品的可靠性与寿命预测工程: 超越了简单的安全系数校核,本书采用概率论方法分析系统级可靠性。重点介绍了威布尔(Weibull)分布在部件寿命预测中的应用,以及加速寿命试验(ALT)的设计与数据解读。对于包含传感器和控制系统的机电一体化产品,我们引入了“剩余使用寿命”(RUL)的预测模型,将状态监测数据融入到设计可靠性评估的闭环中。 3. 计算机辅助工程(CAE)的深度应用: 我们不再仅仅停留在有限元网格划分的层面,而是聚焦于高级CAE的应用场景。这包括非线性接触分析、热-机耦合分析(Thermal-Mechanical Coupling),以及在冲击和爆炸载荷下的瞬态动力学模拟。书中提供了多种主流CAE软件在处理复杂边界条件和材料非线性时的具体操作技巧和案例分析,强调后处理中关键结果的正确解读。 第三部分:关键子系统的先进设计与集成 本部分将理论与实践相结合,聚焦于现代机械系统中几大核心子系统的设计挑战与前沿技术。 1. 传动系统的效率与精密化设计: 详细分析了高精度齿轮、蜗杆蜗轮传动中的误差传递与补偿机制。针对行星齿轮系统,我们阐述了齿面修形对承载能力和噪声特性的影响。在轴承设计方面,重点讨论了陶瓷轴承和磁悬浮轴承在超高速、高洁净度环境下的适用性,以及对润滑油膜的动态分析。 2. 流体动力学与热管理系统的优化: 本书对泵、阀门和管道系统的设计进行了流体动力学(CFD)的全面分析。内容涵盖了湍流模型的选择、多相流体在复杂通道中的流动特性模拟,以及空化现象的预防。在热管理方面,我们重点介绍了微通道换热器、热管技术以及利用喷气式冷却在电子设备高密度集成中的应用,旨在实现对系统温度的精准控制。 3. 机电一体化系统的传感、驱动与控制界面: 鉴于现代机械系统的高度集成化,本章着重于机械结构与电子控制的有效接口设计。我们深入探讨了高分辨率编码器、激光测距仪等传感器的选型与抗干扰设计。在驱动方面,重点分析了伺服电机选型、驱动器的电流环与速度环的解耦设计,以及如何通过优化机械柔顺性来简化控制器的设计难度,实现更鲁棒的系统性能。 本书特色: 案例驱动: 每一章节都配有来源于航空航天、精密仪器、高速轨道交通等行业的实际工程案例,使理论学习更贴近实际工程难题。 方法论强调: 强调“为什么这样设计”而非仅仅“如何计算”,培养读者形成系统性的设计思维。 前瞻性视角: 包含了对增材制造结构设计、机器人仿生学、以及基于机器学习的故障诊断在机械设计中的应用探讨。 《现代机械设计原理与应用》是面向高年级本科生、研究生以及从事机械、自动化、车辆工程等领域的高级工程师的理想参考书,它将是驱动下一代机械创新的坚实理论基石。

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作为一名初次接触汽车工程领域的学习者,我怀揣着对这项迷人学科的好奇与敬畏,翻开了这本《汽车工程学基础》。这本书给我的第一印象便是其深厚的专业底蕴和清晰的结构编排,仿佛为我打开了一扇通往汽车世界的大门。从第一章节开始,我就被深深吸引,作者以循序渐进的方式,从最基本的车辆组成部分讲起,比如底盘、动力总成、车身结构等,并逐一剖析它们的原理和功能。尤其是在介绍发动机工作原理的部分,我惊叹于内燃机将化学能转化为机械能的精妙过程,书中通过详实的图示和通俗易懂的语言,将复杂的燃烧循环、配气机构、冷却系统等概念娓娓道来,让我不再畏惧那些晦涩的专业术语。

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《汽车工程学基础》对于汽车传动系统的讲解,让我领略到了机械传动的智慧。从发动机输出的动力,如何通过离合器、变速器、传动轴、差速器,最终传递到车轮,这个过程如同一个复杂的链条,每一个环节都至关重要。书中对手动变速器、自动变速器(AT)、无级变速器(CVT)以及双离合变速器(DCT)等不同类型变速器的原理、结构特点和优缺点的详细对比,让我对动力传输的效率和驾驶体验有了更全面的认识。特别是对齿轮啮合、行星排等关键传动部件的图解说明,让我能够清晰地想象出它们在工作中是如何实现减速增比和改变力矩的。

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阅读《汽车工程学基础》的过程中,我最大的感受是它不仅仅是理论知识的堆砌,更是对工程思维和实践应用的深刻阐释。书中并没有仅仅停留在“是什么”的层面,而是深入探讨了“为什么”和“如何做”。例如,在讲解悬架系统时,作者不仅介绍了不同类型的悬架(如麦弗逊、双叉臂、多连杆等)及其结构特点,更重要的是分析了它们在舒适性、操控性、承载能力等方面所体现出的工程取舍。我得以理解,汽车的设计是一个多维度优化的复杂过程,每一个部件的选择和调整都可能对整车的性能产生连锁反应。书中的案例分析和图表数据,更是将抽象的理论具象化,让我能够更直观地感受到工程设计的逻辑性和科学性,仿佛在与工程师们一同进行着一场思维的对话。

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车辆的制动系统是安全的关键,《汽车工程学基础》对这部分的讲解,让我肃然起敬。书中详细介绍了液压制动系统的工作原理,包括制动总泵、制动分泵、制动片/蹄、制动盘/鼓等核心部件的功能及其相互配合。更让我印象深刻的是,作者深入探讨了 ABS(防抱死制动系统)的工作机理。理解 ABS 如何通过传感器监测车轮转速,并根据反馈信息快速调整制动压力,防止车轮抱死,从而保证转向能力和缩短制动距离,这个过程的设计精妙绝伦,让我对现代汽车的安全技术有了更深层次的认识。书中关于制动液的特性、制动助力器的作用以及不同类型制动器的优缺点对比,都为我构建了一个完整的制动系统知识框架。

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《汽车工程学基础》对于汽车空气动力学的阐述,令我眼前一亮。我一直对汽车在高速行驶时的稳定性以及风阻系数感到好奇,而这本书则系统地解答了我的疑惑。作者通过生动的比喻和直观的插图,解释了流体动力学在汽车设计中的重要性,从车身表面的流线型设计到扰流板的翼型原理,再到进气口和出气口的设计,无不体现出工程师们对空气动力学的深刻理解和精妙运用。我了解到,优秀的空气动力学设计不仅能降低风阻,提高燃油经济性,更能显著提升车辆在高速行驶时的稳定性和操控性,甚至在一定程度上影响着车辆的安全性能。书中提及的 CFD(计算流体动力学)模拟技术,更是让我窥见了现代汽车设计过程中强大的计算工具的作用。

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本书在新能源汽车技术方面的提及,虽然不是重点,但其前瞻性和启发性让我受益匪浅。《汽车工程学基础》简要介绍了电动汽车的动力源(电池)、电动机、电控系统以及混合动力汽车的结构。它让我了解到,随着环保法规日益严格和技术进步,汽车行业正在经历一场深刻的变革。即使是作为基础读物,它也为我打开了了解未来汽车发展方向的窗口,让我对接下来的深入学习充满了期待。它提示我,汽车工程学不仅仅是关于传统内燃机,更是关于能源的转型和技术的创新。

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书中对汽车车身结构的分析,让我开始从一个全新的角度看待汽车的“骨架”。我一直以为车身只是简单的外壳,但《汽车工程学基础》让我明白,它更是承载整车重量、吸收碰撞能量、保证乘客安全的关键结构。从承载式车身、非承载式车身到各种先进的混合结构,书中详细介绍了它们的特点和应用场景。我学习到了车架的刚度、强度设计的重要性,以及如何通过材料的选择(如高强度钢、铝合金)和结构优化来提升车身的整体性能。对于碰撞吸能区、乘客保护区等概念的介绍,更是让我深刻理解了汽车安全设计背后所蕴含的工程智慧。

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在学习《汽车工程学基础》的过程中,我对汽车的转向系统产生了浓厚的兴趣。我一直好奇,方向盘是如何将驾驶员的意图精确传递到车轮的,以及如何实现轻便且精准的转向。书中对齿轮齿条转向器、循环球式转向器等经典转向机构的介绍,让我对其机械结构和工作原理有了清晰的认识。更让我感到兴奋的是,作者还介绍了现代汽车中越来越普遍的电动助力转向(EPS)系统。理解 EPS 如何通过电动机辅助转向,以及它在提升转向手感、实现自动泊车等方面的优势,让我感受到了汽车技术发展的日新月异。书中对于转向角度传感器、扭矩传感器等关键部件的阐述,也让我对电子控制在汽车转向中的作用有了更深刻的理解。

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《汽车工程学基础》对汽车电气系统和电子控制的介绍,让我看到了汽车技术发展的另一条重要脉络。我了解到,现代汽车早已不是单纯的机械集合体,而是高度集成的电子设备。书中详细介绍了车载电源系统(电瓶、发电机)、点火系统、照明系统、传感器、执行器以及各种控制单元(ECU)的作用。对CAN总线等车载网络通信协议的介绍,更是让我惊叹于汽车内部信息传递的效率和复杂性。理解这些电子系统如何协同工作,实现发动机管理、底盘控制、车身电子稳定等功能,让我对汽车的智能化和自动化有了更直观的认知。

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总而言之,《汽车工程学基础》为我提供了一个扎实而全面的入门平台。它不仅仅是一本知识的书籍,更是一本思维的引导者。通过阅读这本书,我不仅学到了汽车的组成、原理和技术,更重要的是培养了我对汽车工程的兴趣和探索精神。我开始能够更清晰地思考汽车的设计理念、工程挑战以及未来发展趋势。这本书的价值在于它用一种既严谨又易懂的方式,将汽车工程的复杂世界展现在我面前,让我对这个领域充满了敬畏,也充满了前进的动力,为我未来更深入的学习打下了坚实的基础,我强烈推荐这本书给所有对汽车工程感兴趣的朋友们。

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