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出版者:机械工业出版社

作者:机械设计手册

出品人:

页数:163

译者:

出版时间:2007-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787111218678

丛书系列:

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• 机械设计
• 机械工程
• 工程技术
• 机械原理
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• 机械设备

科技之光：现代工程实践与材料科学前沿 本书聚焦于当代工程领域中那些与传统机械设计方法论并行发展，或处于技术革命前沿的关键知识体系。它并非传统意义上对机械零件、标准件、传动机构或设计计算的系统梳理，而是着眼于如何将新兴的材料、先进的制造工艺、跨学科的计算模拟以及可持续性理念融入到下一代工程产品的开发流程中。 第一部分：增材制造（3D打印）的工艺革命与拓扑优化设计 在当前的工业4.0浪潮中，增材制造技术已不再是原型制作的专属工具，而是正在重塑复杂零部件的制造范式。本书将深入探讨从选区激光熔化（SLM）到电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术的核心物理过程、工艺参数对微观结构和宏观性能的影响机制。 重点章节将剖析增材制造特有的结构设计理念，特别是拓扑优化方法的实际应用。我们将不再局限于经典的结构刚度优化，而是深入研究如何结合多物理场耦合分析（如热应力、流固耦合）来设计出轻量化、高集成度且性能超越传统减材制造极限的复杂几何体。内容涵盖基于有限元方法（FEM）和水平集方法的优化算法，以及如何处理生成结构的支撑策略和后处理工艺（如热等静压HIP）以消除内部缺陷、提升疲劳寿命。此外，书中将提供大量的案例研究，展示在航空航天、医疗植入物（如定制化钛合金骨骼替代品）等领域中，增材制造如何实现“零件功能集成化”的革命。 第二部分：先进材料的性能调控与极端环境应用 本书超越了对标准钢材、铸铁等传统工程材料的性能描述，而是聚焦于功能梯度材料（FGM）、高熵合金（HEA）以及智能材料在极端工况下的行为模式与应用潜力。 高熵合金章节将详细介绍其“高熵效应”、“迟滞效应”和“局部无序效应”如何赋予材料在超高温、强腐蚀或高辐射环境下的优异性能。我们将分析其晶体结构演化、相变动力学，并探讨使用密度泛函理论（DFT）等计算方法预测其室温和高温力学性能的方法论。 智能材料部分则着重介绍压电材料、磁流变液（MRF）和形状记忆合金（SMA）在主动控制系统中的应用。例如，如何设计一个基于SMA的无源振动抑制系统，或如何利用MRF实现高频响应的阻尼器。内容不仅限于材料本身，更关注如何将这些材料嵌入到机械结构中，实现自适应或自修复的功能。我们将探讨这些材料的本构关系模型，以及在多尺度建模中如何准确反映其力学-电学或力学-磁学耦合特性。 第三部分：数字化工程与模型驱动的系统仿真 现代工程决策越来越依赖于精确的数字孪生和系统级仿真。本书重点阐述如何构建高效、可靠的数字化模型，以指导产品全生命周期的管理。 系统级建模与仿真（MBS）： 区别于单个部件的强度校核，本部分讲解如何使用多体动力学（MBD）软件平台（如Adams、Simscape Multibody）来对复杂的机电耦合系统进行虚拟测试。内容包括对柔性体建模技术（如模态衰减法、绝对节点坐标法ANCF）的选择，以及如何将控制算法（如PID、滑模控制）无缝集成到动力学仿真环境中，以预测系统在动态载荷下的实际表现。 计算流体力学（CFD）在传热与流场控制中的前沿应用： 我们将深入研究如何使用大涡模拟（LES）或雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型来精确分析高速气流下的边界层分离、湍流混合与热点预测。案例将侧重于复杂换热器设计、微通道冷却技术以及如何利用流体结构相互作用（FSI）来评估结构件的振动响应。 可靠性工程与寿命预测： 传统的设计安全系数方法正在被基于概率和风险的评估所取代。本部分详细介绍了随机有限元方法（S-FEM），用以量化材料性能、载荷不确定性对结构寿命的影响。内容将覆盖疲劳寿命的概率预测，包括低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的损伤累积模型，以及如何应用加速寿命试验（ALT）的数据来校准和验证数字模型。 第四部分：可持续性与绿色制造的工程伦理 面对全球资源与环境挑战，工程设计必须融入可持续性的考量。本书将系统梳理“从摇篮到坟墓”的工程伦理与实践。 产品生命周期评估（LCA）： 介绍如何使用ISO 14040系列标准来量化一个机械产品在提取原材料、制造、使用和报废回收全过程中的环境负荷（如碳足迹、水资源消耗）。重点在于如何将LCA的结果反馈到设计阶段，指导工程师选择低环境影响的材料和高能效的制造工艺。 循环经济与再制造设计（DfR）： 本部分探讨如何设计易于拆解、材料易于分离和标准化的产品结构。涵盖模块化设计原则在延长产品使用寿命和实现高价值再制造方面的作用。讨论了先进的无损检测技术在评估回收部件剩余寿命中的应用。 能源效率与摩擦学优化： 深入探讨机械系统中的能量损失来源，尤其关注摩擦、磨损与润滑。内容包括新型固体润滑剂（如类石墨烯材料）的开发，以及如何通过微纳结构表面改性（如激光微纳加工）来显著降低摩擦系数，提升关键轴承和密封件的运行效率，从而降低整个系统的长期运行能耗。 总结： 本书为寻求突破传统机械设计局限、拥抱多学科交叉创新的工程师、研究人员和高级技术人员提供了一套前沿的知识框架和实践工具集。它引导读者从宏观系统思维、材料基因工程和数字化仿真验证的视角，构建面向未来挑战的复杂工程解决方案。

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这本《机械设计手册》真是让人眼前一亮！我最近刚接手了一个复杂的机械传动项目，手头上的资料零散不说，很多关键的参数计算总是模棱两可。翻开这本书，简直像是找到了失落已久的宝藏。首先，它在基础理论的阐述上就下了大功夫，那些关于应力集中和疲劳寿命的章节，不是那种干巴巴的公式堆砌，而是结合了大量实际工程案例进行深入剖析。比如，在分析齿轮失效模式时，书中不仅给出了国际标准的数据，还详尽地解释了为什么在特定的载荷和润滑条件下，材料会表现出不同的抗疲劳特性。我特别欣赏它对材料选择那一块的处理，提供了非常详尽的图表，对比了不同合金钢在高温、高压环境下的性能衰减曲线，这对于我优化现有设计方案中的轴承选型至关重要。而且，书中对公差配合和几何尺寸标注的讲解极其细致，即便是初级工程师也能快速上手，避免了因理解偏差导致的制图错误。总的来说，这本书的实用性毋庸置疑，它就像一位经验丰富的老工程师坐在你身边，随时为你提供最可靠的参考和指导，极大地提升了我解决实际工程问题的效率和准确性。

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作为一名资深的设计主管，我更看重的是手册的全面性和前瞻性。这本《机械设计手册》在覆盖传统机械设计核心内容的同时，对于现代制造工艺的整合度非常高，这一点非常难得。让我印象深刻的是关于数值模拟（FEA/CFD）在设计验证中的应用章节。它没有把它当作一个孤立的软件教程，而是将其融入到设计迭代的流程中，明确指出了在哪些关键阶段介入模拟分析能获得最大的投入产出比。书中用几个具体的案例展示了如何通过早期模拟来规避昂贵的中期物理样机修改，比如优化一个复杂曲面的热应力分布。此外，它对“可制造性设计”（DFM）的论述也相当深入，特别是在钣金件的展开和焊接结构应力释放方面，提供了许多避免变形和开裂的实用技巧，这些都是教科书里常常被一带而过，但在实际工厂里却至关重要的经验之谈。这本书的深度和广度，使得它不仅仅是工具书，更是一部指导设计流程优化的管理参考。

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我最近在尝试将一个老旧的机械系统进行智能化改造，对数据采集和传感器集成的部分非常感兴趣。我原本以为这本偏向“硬机械”的手册可能在这方面会比较薄弱，结果却大出所料。书中专门开辟了一个模块，详细介绍了如何选择和标定用于监测结构健康状态的各类传感器，比如压电式加速度计和应变片。它不仅告诉我们如何连接，更重要的是，解释了如何根据机械系统的固有频率和工作噪声水平来设置滤波器的参数，以确保采集到的是有效信号而非干扰。最棒的是，它还讨论了这些数据如何反哺到设计模型中，形成一个闭环优化系统——这正是工业4.0的核心理念。这种跨学科的知识融合，让这本书的价值远超出了传统机械设计范畴。阅读起来，我感觉自己不再只是一个机械师，更像是一个掌握了多维数据流的系统工程师，看待设计问题更加立体和全局化了。

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这本书的权威性和检索效率，是我最推崇的优点。在面对紧急的故障排查任务时，时间就是一切。我发现这本书的索引系统设计得极为清晰，无论是按标准件的名称还是按计算公式的类型，都能迅速定位到所需信息。例如，有一次我们遇到一个定制减速器的噪音过大的问题，我通过“振动分析”和“齿面接触比”两个关键词，迅速定位到了修正齿形参数的关键图表和修正系数表。这种即时检索能力，比在网上零散地搜索不同国家标准要高效得多。此外，书中对国内外主要机械设计规范（如ISO、DIN的一些核心要求）的引用和对比，也十分严谨，这对于从事国际贸易或合作项目的工程师来说，是规避合规风险的宝贵财富。这本书的装帧和纸张质量也很好，即便在车间这样的恶劣环境下频繁翻阅，也显得非常耐用，足见出版方对其长期使用的重视程度。

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说实话，我对技术手册类的书籍通常抱持着一种敬而远之的态度，总觉得内容枯燥、难以消化。然而，这本《机械设计手册》彻底颠覆了我的印象。它的排版设计非常人性化，大量的流程图和对比矩阵使得复杂的设计步骤变得清晰易懂。我尤其关注了其中关于液压与气动系统集成的那部分内容。以往我总是在不同厂商的规范之间来回切换，搞得头昏脑胀，但这本书巧妙地将主流的控制逻辑和元件选型标准进行了统一梳理。它没有陷入过于底层的电磁学理论，而是聚焦于如何快速、稳定地构建一个满足特定性能指标的自动化单元。例如，书中对伺服阀的响应时间与流量特性的关联分析，配上了直观的曲线图，让我瞬间明白了为什么某些高速运动机构需要选用特定的比例阀。更让我惊喜的是，它还涵盖了一些新兴的轻量化设计趋势，比如复合材料在结构件中的应用潜力，虽然篇幅不长，但给出了清晰的初步设计指导原则，拓宽了我的设计思路，不再局限于传统的金属结构思维定式。

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