机械基础

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出版者:合肥工业大学出版社
作者:余承辉
出品人:
页数:324
译者:
出版时间:2010-6
价格:29.80元
装帧:
isbn号码:9787810933759
丛书系列:
图书标签:
  • 机械工程
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  • 机械原理
  • 机械设计
  • 工程力学
  • 材料力学
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具体描述

机械基础(高职高专制造业人才培养培训规划教材),ISBN:9787810933759,作者:余承辉

好的,以下是一本名为《机械基础》的图书的详细简介,内容聚焦于与机械基础知识体系相关,但不包含《机械基础》一书内容的介绍: 图书简介:《复杂系统动力学与控制工程实践》 第一部分:引言与系统思维的构建 目标读者群体: 本书旨在面向具备一定工程背景(如机械、电子、自动化等专业背景)的研究人员、高级工程技术人员以及对复杂系统建模与控制原理有深入探究需求的学习者。它假设读者已经掌握了基础的微积分、线性代数以及基础的电路或机械原理知识。 核心理念: 现代工程挑战的复杂性已远超传统线性系统的范畴。本书的核心思想在于,将现实世界中的复杂系统视为一个动态的、非线性的、多变量耦合的整体。我们不再局限于研究单个零部件的静力学或简单的运动学,而是深入探究系统层面的涌现行为、不确定性处理以及如何在高度耦合的环境中实现鲁棒的性能。 本书的定位与差异化: 传统的“机械基础”类书籍侧重于材料力学、工程图学、机构学、公差配合等静态或准静态的描述性知识。然而,本书避开了这些基础知识的详细展开,而是将焦点放在“系统是如何运动、如何响应外界扰动以及如何被精确调控”这一动态过程上。我们不讲解如何绘制零件图,而是讲解如何根据系统目标,选择最优的控制器结构来保证机构运行的平稳性与精度。 第二部分:高级系统建模:从离散到连续的桥梁 本章是全书的基石,侧重于如何将物理世界抽象为可供数学分析的动力学模型。 1. 欧拉-拉格朗日方程的扩展应用: 我们将超越牛顿第二定律的简单应用,重点讨论在存在约束(如万向节、复杂连杆机构)和非保守力(如摩擦、阻尼)时,如何运用变分原理构建系统的微分方程组。特别关注如何处理广义坐标的选择和约束力的消除。 2. 状态空间表示法的深度解析: 状态空间法是现代控制论的核心。本书将详细介绍如何将高阶的常微分方程转化为标准的一阶状态空间形式 $dot{mathbf{x}} = f(mathbf{x}, mathbf{u}, t)$。内容包括: 可控性与可观测性分析: 利用秩判据(如卡尔曼秩判据)来判断系统是否可以通过输入完全驱动,以及是否可以通过输出完全观测其内部状态。这对于设计有效的控制策略至关重要。 线性化技术: 在非线性系统周围进行泰勒级数展开,获得线性化模型,并讨论线性化误差对控制性能的影响范围。 3. 摩擦与粘滞阻尼的精确建模: 在实际机械系统中,摩擦是难以精确描述的。本书专门用一节来剖析: 库仑摩擦模型(Stribeck效应): 如何在连续模型中嵌入不连续的摩擦力。 黏滞阻尼与结构阻尼: 区分能量耗散机制,并将其准确地纳入系统的状态矩阵中。 第三部分:非线性动力学与系统稳定性分析 现代工程系统(如高精度伺服系统、航空航天器姿态控制)几乎都是非线性的。本章聚焦于超越线性系统的分析工具。 1. 相平面分析(Phase Plane Analysis): 对于二自由度系统,我们利用相平面轨迹来直观理解系统的定性行为,识别极限环、鞍点和节点。这提供了一种无需求解完整微分方程即可判断系统稳定性的强大工具。 2. 李雅普诺夫稳定性理论(Lyapunov Stability Theory): 这是非线性系统稳定性的黄金标准。本书详细阐述: 直接法(二次型李雅普诺夫函数构造): 如何构造能量或二次函数来证明系统在大范围内的渐近稳定性,尤其是在系统模型未知或复杂的情况下。 间接法(线性化稳定性判断): 讨论线性化分析的局限性,即它仅能保证平衡点附近的小扰动稳定性。 3. 混沌现象与分岔理论概述: 虽然不直接涉及工程控制,但理解系统在参数变化时可能出现的“失稳”现象至关重要。我们将简要介绍双曲振子系统如何通过倍周期分岔进入混沌状态,警示设计者在特定参数区域操作的风险。 第四部分:先进控制策略的工程实现 如果说前三章是“理解系统”,那么本章就是“驾驭系统”。我们关注如何设计高效的反馈机制。 1. 线性二次型调节器(LQR)设计: LQR是一种基于状态空间的最优控制方法。本书将重点讲解如何根据系统状态的成本($Q$矩阵)和控制输入的成本($R$矩阵)来自动计算出最优反馈增益矩阵 $mathbf{K}$,实现最优性能与能耗的平衡。 2. 鲁棒控制基础:$H_infty$ 控制器简介: 在实际工程中,模型总是不完美的,且存在外部干扰。 $H_infty$ 控制器专注于最小化最坏情况下的性能指标。我们将介绍如何将系统建模为“扰动到输出”的传递函数,并通过求解半定规划问题(SDP)来设计能够抵抗模型不确定性和外部噪声的控制器。 3. 智能与自适应控制的工程考量: 自适应控制(Model Reference Adaptive Control, MRAC): 当系统参数随时间变化(如机器人负载变化、飞机结冰)时,如何设计一个控制器,使其性能能持续跟踪一个理想参考模型。 滑模控制(Sliding Mode Control, SMC): 针对强外部干扰和模型不确定性设计的强有力工具,强调其“等效控制力”和“切换控制力”的设计,以及如何处理高频切换带来的颤振问题。 第五部分:数值仿真与系统集成实践 理论的有效性必须通过仿真和实验来验证。 1. 基于算例的系统集成: 本书将贯穿一个贯穿始终的复杂案例(例如,一个高精度并联机械手或一个磁悬浮列车子系统),展示如何将前述的建模、分析和控制设计步骤有机地结合起来。 2. 仿真工具箱的应用与对比: 深入讲解在MATLAB/Simulink环境中,如何有效地使用控制系统工具箱(Control System Toolbox)和动态系统工具箱(Simscape/SimMechanics)来: 非线性模型的可视化验证。 控制器参数的自动整定(如LQR的极点配置)。 离散化模型的实时性能评估。 3. 从仿真到硬件的挑战(Hardware-in-the-Loop, HIL): 讨论实际部署中会遇到的量化误差、采样延迟和执行器饱和等问题,并提供初步的策略来弥补仿真模型与真实世界之间的差距。 总结: 《复杂系统动力学与控制工程实践》是一本面向高级应用和系统层面的技术书籍。它跳过了对基础机械元件和图纸的细致描绘,转而聚焦于系统层面的数学描述、稳定性保证和性能优化。读者将学会如何将一个物理结构转化为一个具有反馈能力的、能够在不确定环境中稳定工作的智能实体。本书是连接传统机械设计与现代控制理论的桥梁,是追求高精度、高鲁棒性工程解决方案的工程师的必备参考。

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读后感

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用户评价

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对于《机械基础》这本书,我的期待在于它能否提供一种更具象化的学习方式。作为一名喜欢动手实践的学生,我更倾向于通过实际案例和模拟来理解理论知识。我希望这本书能提供大量生动形象的图解,例如零件的三维模型、运动仿真动画的截图,以及工作原理的示意图。我特别期待“机械装置的典型结构与应用”这一部分。我希望它能介绍一些我们生活中常见的机械装置,比如自行车、手表、缝纫机、汽车发动机等,并详细解析它们的机械结构和工作原理。我希望通过对这些装置的剖析,来理解各种机械元件是如何组合运用,实现复杂功能的。我希望书中能提供一些详细的拆解图,并逐一解释每个零件的作用。同时,我对于“机械系统的动态响应与控制”也充满了兴趣。我希望它能解释机械系统在受到外力作用或参数改变时,其运动状态如何随时间变化,以及如何通过控制手段来稳定或改变这种响应。我希望书中能介绍一些简单的控制理论,比如PID控制,并结合实际的机械系统案例来讲解其应用。如果书中能提供一些与仿真软件(如MATLAB/Simulink)相结合的学习指导,让我能够亲手进行动态仿真,那将是极大的收获。总而言之,我希望这本《机械基础》能够将抽象的理论知识转化为直观的感性认识,让我能够通过观察和实践来深入理解机械的奥秘,并培养我对机械工程的实际操作能力。

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阅读《机械基础》这本书,我最看重的是其理论的深度和广度。作为一个对机械动力学有着浓厚兴趣的学生,我希望这本书能够帮助我建立起对机械系统运动和受力分析的深刻理解。我特别期待“机电一体化系统基础”这一章节的讲解。我希望它能阐述机械、电子、信息技术如何融合,以及在现代机械设计中的重要性。我希望书中能介绍传感器、执行器、控制器等核心部件的工作原理,以及它们如何在机械系统中协同工作。例如,我希望通过讲解机器人手臂的控制系统,来理解如何将运动控制、位置反馈和力反馈等概念融会贯通。同时,我对于“液压与气动技术基础”也非常感兴趣。我希望它能详细讲解液压泵、液压马达、液压阀等元件的结构和工作原理,以及如何设计液压回路来满足特定的运动要求。我希望书中能提供一些液压传动系统的典型应用案例,比如工程机械的举升机构、汽车的制动系统等,并分析其优缺点。另外,关于“机械系统的故障诊断与维修”部分,我希望能够学到一些实用的知识。我希望它能介绍常见的机械故障类型,以及如何通过听、看、摸等方法进行初步诊断。如果书中能提供一些关于故障排除的通用步骤和方法,以及一些常见的故障分析案例,那对我将是极大的帮助。总而言之,我希望这本《机械基础》能够为我提供一个全面而深入的视角,让我能够理解机械系统的工作原理,并为我将来在自动化和智能化机械领域的研究打下坚实的基础。

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我一直以来都对机械的运行原理充满好奇,尤其是那些在我们生活中随处可见但又难以窥探其内在机制的设备。当拿到《机械基础》这本书时,我感觉就像打开了一个通往新世界的大门。这本书的语言风格非常吸引我,它并没有采用过于深奥的学术术语,而是用一种更贴近生活的比喻和案例来解释复杂的机械概念。例如,在讲解“力的传递与变换”时,我特别期待它能通过汽车发动机的工作过程来解释内燃机如何将化学能转化为机械能,以及曲轴、连杆等部件是如何实现这种能量转换的。我希望书中能提供清晰的动力传递链图,让我能一目了然地理解能量是如何一步步传递和放大的。另外,我对“机械的平衡与振动”这一章节非常感兴趣。我希望它能解释为什么有些机械在运行时会产生噪音和振动,以及如何通过设计来减小这些不利影响。我希望能看到关于质量不平衡、共振现象的通俗解释,以及如何通过配重、隔振等技术来解决这些问题。书中如果能提供一些关于工业设备减振降噪的实际案例,那将是极大的启示。再者,对于“机械的运动学与动力学”部分,我希望它能用简单易懂的方式来阐述牛顿运动定律在机械分析中的应用,例如如何计算一个在斜坡上滑动的物体所受的力,或者一个旋转物体产生的惯性力。如果书中能提供一些动态仿真软件的介绍或者简单的计算工具,让我能够亲手尝试计算和模拟,那将是非常棒的学习体验。总而言之,我希望这本《机械基础》能够激发我对机械工程的兴趣,让我从一个门外汉变成一个能够理解机械语言的“半个内行”。

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拿到《机械基础》这本书,我的第一印象是它的逻辑性非常强。作为一名即将进入机械设计领域的研究生,我需要掌握一套严谨的分析方法和设计流程。我希望这本书能够系统地讲解机械系统设计的各个阶段,并提供一套完整的解决方案。例如,在“机械系统设计流程”这一章,我非常期待它能详细介绍需求分析、概念设计、详细设计、试验验证等各个环节。我希望书中能提供一些典型的设计流程图,并解释每个环节的关键任务和产出物。我希望它能通过一个实际的机械产品设计案例,从零开始展示整个设计过程,包括如何进行方案比较、参数优化以及最终的图纸绘制。同时,我对于“机械零件的强度与刚度设计”也充满了期待。我希望它能详细讲解许用应力、安全系数的概念,并提供各种常用零件(如轴、齿轮、轴承)的强度和刚度校核方法。我希望书中能提供一些设计手册或公式集,方便我进行快速的设计计算。另外,在“机械系统的可靠性设计”部分,我希望得到更深入的指导。我希望它能解释可靠性设计的基本原理,比如冗余设计、故障模式与影响分析(FMEA)等。如果书中能提供一些关于可靠性指标(如平均无故障时间MTTF、失效率)的计算方法,以及如何通过设计来提高机械系统的可靠性,那将是非常宝贵的知识。总而言之,我希望这本《机械基础》能够帮助我建立起一套科学、严谨的机械设计思维,让我能够独立地解决实际的设计难题,并为我的未来研究提供理论指导。

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刚拿到这本《机械基础》,翻开目录就被厚实的篇幅和密集的章节标题给震撼到了。作为一名跨专业进入机械领域的学生,我对这门学科既好奇又畏惧。在正式开讲之前,我花了不少时间去了解不同学校、不同版本教材的特点,也听了不少前辈的建议,而这本《机械基础》似乎是他们普遍推荐的“通识读物”。我特别期待它能帮助我建立起一个完整的机械知识框架,从最基本的概念入手,逐步深入到各种零部件的构造、原理以及它们是如何协同工作的。我希望书中不仅仅是枯燥的理论堆砌,更重要的是能通过清晰的图示和生动的案例,让我理解那些抽象的物理定律是如何在现实世界的机械装置中得以体现的。例如,在学习材料力学部分时,我希望能看到各种金属和非金属材料在受力情况下的变形和破坏机制的详细阐述,最好能配上一些实际应用中的断裂分析图。同时,关于机械传动的部分,我尤其关注齿轮、皮带、链条等不同传动方式的优缺点对比,以及它们在不同工况下的适用性。对于那些复杂的曲柄连杆机构或者凸轮机构,我希望书中能提供详细的运动分析方法,并且能够解释它们在发动机、机器人等领域的具体应用。另外,我个人对流体力学在机械工程中的应用很感兴趣,比如泵、阀门、管道的设计和流体控制的原理,这些内容如果能讲得通俗易懂,对我日后的学习将大有裨益。总而言之,我希望这本《机械基础》能够成为我进入机械世界的第一块坚实的基石,让我能够自信地探索这个充满创造力和工程智慧的领域。

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拿到《机械基础》这本厚重的书籍,我内心是充满期待的。作为一名在机械制造行业摸爬滚打了几年,但一直感觉基础不够扎实的工程师,我深知“基础不牢,地动山摇”的道理。我希望这本书能系统地梳理和巩固我在实践中遇到过的各种概念和问题。尤其是在“机械传动设计”这一章节,我非常期待能看到关于齿轮传动的详细讲解,比如不同齿形(直齿、斜齿、人字齿)的特点和应用,以及齿轮强度计算的基本方法。我希望书中能提供一些实际的齿轮设计案例,以及如何根据载荷、转速和精度要求来选择合适的齿轮参数。同时,我一直对轴和轴承的设计感到有些模糊,这本书在这方面的阐述对我来说至关重要。我希望它能详细介绍轴的设计原则,包括应力分析、挠度计算和临界转速的确定。对于轴承,我希望能够了解不同类型轴承(滚动轴承、滑动轴承)的结构、工作原理、选择依据以及寿命计算的简要方法。在“机械连接设计”部分,我非常希望看到关于焊接、铆接等永久性连接方法的深入介绍,包括它们的工艺特点、强度计算以及在不同结构中的应用。我希望书中能配有不同连接方式的典型结构示意图,并解释在实际工程中需要注意的关键问题。另外,对于“润滑与密封”部分,我希望能看到对不同润滑油(脂)的性能比较,以及如何根据机械的运行条件选择合适的润滑方式和润滑剂。密封件的设计和选择也是我一直比较困惑的地方,我希望这本书能提供关于不同密封形式(如唇形密封、O形圈、填料密封)的原理、适用范围和安装注意事项的详细说明。总而言之,我希望这本《机械基础》能帮助我提升解决实际工程问题的能力,填补我在理论知识上的盲区,让我成为一名更加优秀的机械工程师。

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拿到《机械基础》这本书,我首先是被它的内容编排所吸引。作为一个对机械设计有着浓厚兴趣但又缺乏系统学习背景的爱好者,我一直苦于找不到一本既能涵盖基础知识,又能激发学习热情的入门书籍。这本书从最核心的机械原理讲起,逐步过渡到各种常见的机械元件,再到更复杂的机械系统,这种由浅入深的讲解方式非常适合我。特别是关于“运动的描述与分析”这一章节,我非常期待它能用清晰的语言和直观的图表来解释位移、速度、加速度等基本概念,以及如何运用矢量和坐标系来描述机械零件的运动轨迹。我希望书中能提供一些简单的例子,比如如何分析一个简单的曲柄滑块机构的运动过程。另外,我对于“机械零件的连接与固定”这一部分也充满期待。螺纹连接、键连接、销连接等不同的连接方式,它们各自的原理、受力特性以及在不同应用场景下的选择依据,都是我迫切想要了解的。我希望书中能有详细的尺寸标注和公差配合的说明,并能结合实际的零件图来讲解,这样才能真正理解“配合”的概念。再者,关于“摩擦与磨损”的部分,我也希望能看到更深入的探讨,比如不同润滑方式的效果,以及如何通过材料选择和表面处理来减少摩擦和磨损,延长机械部件的使用寿命。我个人非常关注机械的可靠性和耐久性,而摩擦和磨损恰恰是影响这些性能的关键因素。如果书中能提供一些关于磨损机理的图示,例如磨损的几种主要类型,以及如何通过设计来避免或减轻这些磨损,那将是极大的帮助。总而言之,我希望这本《机械基础》能够帮助我理解机械系统运行的内在规律,并为我将来独立进行一些简单的机械设计打下坚实的基础。

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拿到《机械基础》这本书,我首先感受到的是它对细节的关注。作为一名对精密机械制造有着浓厚兴趣的工科学生,我一直认为机械工程的精髓就体现在那些微小的零件和精密的配合之中。我希望这本书能深入剖析机械零件的加工工艺和制造精度对整体性能的影响。例如,在“机械零件的制造工艺”这一部分,我非常期待它能详细介绍金属切削加工(如车削、铣削、钻削)的基本原理,以及不同加工方式对零件表面粗糙度和尺寸精度的影响。我希望书中能提供一些实际零件的加工图,并标注关键的加工参数和质量要求。同时,关于“表面处理与热处理”的部分,我也非常希望得到深入的讲解。我希望了解淬火、回火、渗碳等热处理工艺如何改变金属材料的性能,以及这些处理方法在不同机械零件中的具体应用。对于表面处理,如电镀、阳极氧化、喷涂等,我希望书中能解释它们的作用,比如提高耐磨性、耐腐蚀性,以及如何选择合适的表面处理工艺。另外,我对于“测量技术与质量控制”这一章节也充满了期待。我希望它能介绍各种常用的测量工具,如游标卡尺、千分尺、高度尺等的使用方法和注意事项,以及它们在实际生产中的应用。我也希望了解一些非接触式测量技术,比如三坐标测量机(CMM)的工作原理和应用范围。如果书中能提供一些关于产品质量检验流程和统计质量控制(SQC)方法的介绍,那就更好了。总而言之,我希望这本《机械基础》能帮助我理解机械产品从图纸到实体的整个制造过程,培养我对工艺细节的敏感度,为我将来从事精密制造领域的工作打下坚实的根基。

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拿到《机械基础》这本书,我首先被它所涵盖的知识体系的完整性所打动。作为一名非机械专业的学生,我一直渴望了解机械工程这个宏大的领域,而这本书似乎提供了一扇绝佳的窗口。我希望它能从最基础的物理原理出发,例如力学、能量守恒定律等,来解释机械是如何运作的。我特别期待“材料的力学性能”这一章节。我希望它能详细解释各种工程材料(如钢、铝合金、铜、塑料)的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等关键参数,并解释这些参数是如何影响机械零件的设计和性能的。我希望书中能提供一些实际的材料性能测试图表,让我能直观地理解不同材料在受力时的表现。同时,我对于“机械部件的公差与配合”也充满了好奇。我希望它能用清晰的图示和案例来解释什么是公差,什么是配合,以及它们是如何影响机械零件的装配和功能的。我希望书中能提供一些标准公差等级的表格,并讲解如何根据实际需求选择合适的公差配合。另外,我对于“机械传动系统的效率与能量损失”也想深入了解。我希望它能解释在机械传动过程中,能量是如何损失的,例如摩擦损失、漏泄损失等,并介绍如何通过优化设计来提高传动效率。如果书中能提供一些关于不同传动方式(如齿轮传动、带传动、链传动)的效率对比和能量损失分析,那就更好了。总而言之,我希望这本《机械基础》能够帮助我建立起一个关于机械工程的整体认知,让我能够理解机械装置的内在规律,并为我日后跨领域学习和应用提供坚实的理论支持。

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拿到《机械基础》这本书,我最希望它能够帮助我解决在实际工作中遇到的一些普遍性问题。作为一名初入职场的机械工程师,我发现理论知识与实际应用之间常常存在一定的脱节。我希望这本书能够提供一些实用的技巧和经验,帮助我更好地应对工作中的挑战。我特别期待“机械连接与紧固件选择”这一章节。在实际装配中,选择合适的连接方式和紧固件对产品的可靠性和性能至关重要。我希望书中能详细讲解不同类型螺栓、螺母、垫圈的规格、材质、强度等级以及适用范围。我希望它能提供一些关于螺纹连接强度计算和预紧力的基本方法,并讲解如何根据载荷和环境因素选择合适的紧固件。我希望书中能提供一些避免连接失效(如松动、断裂)的设计指南。同时,我对于“机械设备的维护与故障排除”部分也抱有很高的期望。我希望它能提供一些关于常见机械故障的预防措施,以及在发生故障时如何进行系统性的排查和维修。我希望书中能介绍一些润滑、清洁、紧固等日常维护的要点,以及如何通过状态监测来提前发现潜在问题。如果书中能提供一些关于设备检修规程和安全操作规范的介绍,那将是非常宝贵的参考资料。另外,我希望这本书能包含一些关于新材料和新技术的应用介绍,例如高性能合金、复合材料、增材制造(3D打印)等在机械工程中的发展趋势。总而言之,我希望这本《机械基础》能够成为我工作中的一本“工具书”,它不仅能巩固我的理论基础,更能为我提供解决实际问题的思路和方法,帮助我快速成长为一名合格的机械工程师。

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