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出版者:北京理工大学出版社

作者:李良洪 编

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2012-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787564008932

丛书系列:

图书标签:

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机械工程原理与结构设计 本书系统深入地探讨了现代机械工程领域的核心理论、分析方法与工程实践，旨在为读者构建坚实的理论基础，并提升解决复杂工程问题的能力。全书内容涵盖了从宏观的系统设计到微观的材料行为，力求全面而详尽地展现现代机械工程的广阔图景。 第一部分：基础力学与材料科学 本部分奠定了理解机械系统的物理基础。首先，我们从理论力学入手，详细阐述了静力学、运动学和动力学的基本原理，包括刚体平衡、平面运动、平面机构运动分析、质点和刚体动力学、拉格朗日方程以及哈密顿原理。重点在于运用矢量分析和张量概念处理复杂的受力情况和运动规律。 紧接着，材料力学章节深入剖析了材料在应力、应变作用下的响应规律。内容包括应力应变的概念、胡克定律的推广应用、梁的弯曲和扭转分析、组合应力下的失效理论（如莫尔应力圆、屈服准则），以及压杆的稳定性分析。此外，我们还探讨了疲劳、蠕变和断裂力学的基本概念，强调了材料选择与结构可靠性之间的内在联系。 材料科学基础则聚焦于工程材料的微观结构、性能与加工工艺之间的关系。内容涵盖了金属材料（如铁碳合金、铝合金、钛合金）的晶体结构、相变、热处理工艺及其对力学性能的影响。同时，对高分子材料、复合材料的结构特性和应用前景进行了深入分析，为结构设计提供了材料层面的决策依据。 第二部分：机械系统设计与分析 本部分是机械工程的核心应用领域，侧重于机械零部件的设计、计算和优化。 机械设计基础部分，详细讲解了各种基本零部件的设计准则和计算方法。这包括连接件（螺纹连接、键、销、铆接的强度计算与失效分析）、滚动与滑动轴承的设计选型、齿轮传动（展开、强度计算、优化设计）、带传动和链传动的效率与寿命预测。特别强调了基于可靠性指标的设计方法，而非简单的安全系数法。 理论结构动力学是理解动态机械系统的关键。本章系统介绍了单自由度和多自由度系统的振动特性分析，包括自由振动、受迫振动、稳态响应、传递率和阻尼对系统行为的影响。对于连续系统，则引入了有限元方法的初步概念，用以分析复杂结构的固有频率和振型。 摩擦学与润滑：本章探讨了接触表面间的相互作用。内容包括摩擦的本质、润滑剂的分类与性能、流体动力润滑和流体静力润滑的理论模型（如雷诺方程的推导与应用），以及干摩擦和边界润滑条件下的磨损机制。理解摩擦学对于设计高效率、长寿命的运动部件至关重要。 第三部分：制造工艺与控制集成 现代机械产品离不开先进的制造技术和精确的控制系统。 先进制造技术：本部分涵盖了现代机械加工的趋势。重点介绍了数控（NC）/计算机辅助制造（CAM）的基本原理、刀具路径的规划与优化。对于特种加工方法（如电火花加工EDM、激光加工、水刀切割）的应用范围和技术特点进行了详细论述。此外，增材制造（3D打印）在快速原型和复杂结构制造中的潜力也得到了探讨。 机械系统控制基础：本章概述了机电一体化系统的控制理论。从系统建模入手，分析了机械系统的传递函数和状态空间表示。核心内容包括经典控制理论（如根轨迹法、奈奎斯特判据、波德图分析），以及现代控制理论的基础，如可控性、可观测性和状态反馈设计。PID控制器的调谐和补偿技术是实践应用的重点。 可靠性工程与寿命预测：本章将可靠性分析置于设计流程的前端。内容涵盖了概率分布在可靠性中的应用（如威布尔分布）、平均故障间隔时间（MTBF）的计算、加速寿命试验的设计，以及系统可靠性框图的构建与评估。 第四部分：系统集成与优化设计 本部分着眼于复杂机械系统的整体性能提升。 机械系统集成设计：讨论了如何将结构、传动、控制和人机界面有效地结合起来。重点在于多学科设计优化（MDO）的理念，通过系统工程的方法协调不同子系统之间的性能冲突。这包括对系统级热管理、电磁兼容性（EMC）的初步考量。 计算机辅助工程（CAE）应用：详细介绍了有限元分析（FEA）在结构强度、模态分析和热传导分析中的应用流程。侧重于模型建立、网格划分、边界条件的设置以及结果的正确解读，强调CAE作为设计验证工具的角色。 本书的编排逻辑清晰，从基本物理规律出发，逐步深入到零部件设计、系统集成和先进制造。内容强调理论深度与工程实践的结合，力求使读者不仅掌握“如何做”，更能理解“为何如此做”，从而能够胜任复杂机械系统的设计、分析与管理工作。每一章节末尾均附有大量的例题与思考题，以巩固学习效果。

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最让我感到遗憾的是，这本书几乎没有触及现代汽车电气系统中最具挑战性的部分之一：OTA（空中下载技术）更新的安全性和故障恢复机制。考虑到如今车辆软件更新的频率越来越高，车身控制模块的固件升级失败可能导致的“变砖”风险是维修人员必须面对的现实问题。这本书在谈论软件架构时，主要集中在初始化和运行阶段的稳定性上，却对“如何安全地注入新代码”以及“当升级过程中突然断电或通信中断时，系统如何回滚到上一个稳定版本”这两个至关重要的环节语焉不详。它似乎是为那些在工厂环境下进行初始编程的工程师准备的，对于需要处理“已部署”系统出现版本冲突或升级失败的售后技术人员来说，它提供的指导几乎为零。这种对售后和维护环节中高风险操作的“选择性失明”，使得这本书的实用价值大打折扣。我本来希望能找到关于诊断工具如何“覆盖”或“强制刷新”特定区域内存块的详细指南，但书中对这些“急救”手段的描述非常含糊，与其说是教学，不如说是一种理论上的可能性探讨。

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这部关于汽车车身电气系统的著作，老实说，对于我这个初入行的技师来说，简直是一本“天书”。我满心欢喜地以为能找到一本详尽讲解如何诊断和修复现代汽车复杂线束问题的实操手册，结果发现它更像是一部面向资深工程师的理论深度探讨集。书中花了大量的篇幅去解析电磁兼容性（EMC）的设计标准，以及如何通过复杂的仿真软件来预测不同电子控制单元（ECU）之间的串扰问题。我翻到关于车身控制模块（BCM）那一章时，期望看到的是故障码的详细解读和实际接线图的对比分析，但迎面而来的是关于微控制器架构的底层逻辑描述，以及如何优化其固件以适应不断增加的车载网络负载。对于那些连CAN总线基础概念都还没完全消化的读者，比如我，这本书的起点实在太高了。它假设读者已经熟练掌握了从基础的欧姆定律到复杂的网络拓扑结构，然后才开始深入探讨如何用更“聪明”的方式构建一个更稳定、更低功耗的车身电子架构。坦白讲，光是理解书里提到的那些高级诊断协议和数据包结构，我就得花上好几个晚上的时间查阅外部资料。它更像是一本放在研发部门而不是维修车间的参考书，缺少了那种“扳手一拧”就能解决问题的即时指导。如果你的目标是成为汽车电子架构师，或许这本书是瑰宝，但对于急需提升日常维修效率的我来说，它提供的帮助略显“曲高和寡”。

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我本来指望这本书能为我揭示一些关于高级照明系统和舒适性电子设备（比如座椅记忆、氛围灯控制）的“黑箱”秘密，尤其是那些涉及到人机交互界面（HMI）的最新发展趋势。然而，这本书的笔触，却仿佛被锁定在了更基础的、更偏向于物理层和安全性的议题上。例如，关于车身防盗系统和遥控钥匙的加密算法部分，内容晦涩难懂，引用了大量密码学和信息安全的专业术语，这对我来说完全是跨界知识。我更感兴趣的是，当驾驶员抱怨中控屏幕偶尔卡顿时，我们能从哪个接口、通过什么特定指令去强制重启相关的子系统，或者如何判断是软件层面的延迟还是硬件接口的物理接触不良。这本书似乎更热衷于讨论如何设计一个“防篡改”的系统，而不是如何快速地“恢复”一个出现临时故障的系统。在讲解电动车窗控制时，它详细描述了电机驱动器的电流反馈环路和过载保护机制，但对于如何校准那些频繁因为传感器漂移而导致一键升降失灵的小问题，却轻描淡写。它似乎不太关心那些日常使用中让人抓狂的、细微的“用户体验”故障，而是专注于构建一个理论上完美、在实验室环境下无懈可击的系统模型。整体而言，它更像是一本关于“如何建造一辆车”而不是“如何修理一辆车”的参考书，对维修现场的指导意义大打折扣。

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我对这本书的语言风格感到有些疏离。它似乎是由一位深谙底层逻辑的理论物理学家撰写的，充满了严密的逻辑推导和精确的数学公式。章节间的过渡生硬，缺乏必要的“引导性”叙述，使得读者很难建立起对整个系统架构的连贯认知。比如，当它从讨论保险丝盒（PMC/FCM）的功率分配，突然跳跃到讨论车内环境传感器阵列的信号融合算法时，中间缺失了大量关于“为什么需要这种融合”以及“数据如何传输”的中间环节说明。我期待的，是那种能像一位经验丰富的老师傅一样，将复杂的系统拆解成几个易于理解的子系统，并用生活化的例子来解释每个组件的“职责”和“相互制约关系”。这本书更像是向你展示一堆精心雕琢的零件，告诉你它们的功能，但却很少解释这些零件是如何被组装在一起，并且在长期使用中如何共同协作、对抗环境干扰的。读完几章后，我感觉自己只是记住了许多名词的定义，但对“整个车身”作为一个有生命的电子网络是如何运作的，仍然感到一片迷茫，仿佛在看一份非常详尽但缺乏上下文的零件清单。

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阅读过程中，我最大的感受是，这本书似乎完全忽略了不同汽车制造商之间的“标准差异化”。它采用了一种高度理想化的、近乎“通用”的视角来描述车身电气系统的组成和工作原理，但现实情况是，即便是最基础的雨刮器控制模块，不同品牌之间的编程逻辑和通信方式也存在着天壤之别。这本书花了大量篇幅讨论基于特定标准（比如，我猜是某个欧洲标准）的故障诊断端口的逻辑结构，但这对于我主要面对亚洲和美国品牌车型的日常工作来说，指导价值非常有限。我希望能看到更多关于“如何识别和适应品牌特定代码”的章节，或者至少提供一些主流厂商的诊断流程对比分析。书中引用的那些案例研究，虽然在理论上很严谨，但总感觉像是在“空中楼阁”里进行的探讨。例如，在讲解车门锁控制的冗余设计时，它基于一个假设性的双处理器架构进行了详尽的分析，但这在我经手的十多款车型中，至少有八款采用的是单片集成方案。因此，这本书在“普适性”和“现场适用性”之间出现了明显的偏差，它提供的是一个宏大的、教条式的蓝图，而不是一个能适应市场多样性的实用工具箱。

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