Pro/ENGINEER WILDFIRE中文版机械设计与实例详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业

作者:朱润华，张江华等

出品人:

页数:395

译者:

出版时间:2007-10

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787121051296

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• 制造业

机械设计与先进制造技术：理论、实践与未来展望 本书旨在为机械工程领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面而深入的知识体系，涵盖现代机械设计的基础理论、先进制造技术及其在实际工程中的应用与发展趋势。本书内容翔实，结合大量案例分析与工程实例，侧重于理论与实践的深度融合。 --- 第一部分：现代机械设计理论与基础强化 本部分着重于夯实机械设计的基础理论，并引入现代设计理念，以应对日益复杂的工程挑战。 第一章：机械设计的新范式与系统思维 1.1 适应性设计与多学科交叉： 探讨如何将生物工程、信息技术融入传统机械设计流程。 1.2 机械系统可靠性工程： 深入分析故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）在复杂机械系统中的应用。包括寿命预测模型（如威布尔分布的进阶应用）和容错设计策略。 1.3 承载能力分析的有限元方法（FEM）进阶： 详细讲解非线性材料模型（如弹塑性、蠕变）的处理，以及接触分析（General Contact、Penalty Method）的精确求解技巧。着重于接触刚度、摩擦系数对结果的影响敏感性研究。 1.4 机构运动学与动力学的高级分析： 讨论复杂曲线轨迹规划（如样条曲线、阿基米德凸轮的优化设计），以及多自由度机构的拉格朗日方程求解与逆动力学分析。 第二章：材料科学与工程应用 2.1 高性能结构材料的选择与匹配： 重点介绍先进复合材料（如碳纤维增强环氧树脂、金属基复合材料）的各向异性力学性能表征，及其在轻量化结构中的应用边界条件设定。 2.2 材料失效分析的深入探讨： 疲劳寿命的精确评估，包括高周疲劳（HCF）与低周疲劳（LCF）的S-N曲线修正方法；断裂力学在裂纹扩展预测中的应用，特别是应力强度因子（K）和断裂韧性（J积分）的计算。 2.3 表面工程技术： 深入研究热处理工艺（如渗碳、氮化）对零件表面硬度、残余应力的影响，以及新型涂层技术（如PVD/CVD）在耐磨、抗腐蚀方面的性能提升机制。 第三章：连接、传动与控制元件的优化设计 3.1 现代紧固件与连接技术： 螺栓预紧力的动态管理，探讨粘接技术在混合结构中的应用。 3.2 齿轮传动系统的高效化设计： 介绍齿面接触强度（接触疲劳）的动态修正系数，以及精密齿轮误差对传动平稳性的影响。涡轮机械中的轴系动力学与临界转速分析。 3.3 轴承选型与润滑理论： 滚动轴承的动态负载能力计算，考虑轴承游隙对系统刚度的影响。流体动力润滑理论（如雷诺方程）在滑动轴承设计中的应用。 --- 第二部分：先进制造技术与数字化制造链 本部分聚焦于如何将先进的设计转化为高精度、高效率的实际产品，强调数字化工具在制造过程中的核心作用。 第四章：增材制造（Additive Manufacturing, AM）的设计约束与实现 4.1 增材制造工艺分类与材料特性： 详细对比选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和定向能量沉积（DED）等主流工艺的微观结构演变。 4.2 面向增材制造的设计（DfAM）： 拓扑优化算法的实际应用，如何生成可制造的复杂点阵结构（Lattice Structures）。讨论残余应力、层间结合强度及其对最终零件力学性能的影响。 4.3 AM 过程的质量控制与后处理： 介绍原位监测技术（如红外热成像）对打印质量的实时反馈，以及热等静压（HIP）处理在消除内部孔隙和改善疲劳性能中的作用。 第五章：数控加工（CNC）的高级策略 5.1 五轴及以上复杂曲面加工策略： 刀具路径的优化生成，包括球面光顺、多重约束下的进给速率规划，以保证加工表面质量。 5.2 切削过程的建模与仿真： 运用有限元方法预测切削力、温度分布及刀具磨损。探讨高速加工（HSM）中颤振（Chatter）的抑制技术，包括主动阻尼和工件刚度设计。 5.3 极精密加工技术： 超精密车削（如金刚石刀具的应用）在光学元件和模具制造中的应用。电火花加工（EDM）和电化学加工（ECM）在难加工材料去除中的技术细节。 第六章：数字化车间与智能制造集成 6.1 制造过程的数字孪生（Digital Twin, DT）： 建立从设计、仿真到实际生产的全生命周期数据模型。如何利用DT进行生产线的实时调度与预测性维护。 6.2 工业物联网（IIoT）在生产监控中的部署： 传感器技术在机床状态监测中的应用，数据采集、清洗与特征提取的流程化处理。 6.3 机器人与自动化集成： 复杂装配任务中的视觉引导技术（Vision-Guided Robotics），以及人机协作（Cobot）在柔性制造单元中的安全与效率平衡。 --- 第三部分：系统集成、优化与未来趋势 本部分将视角提升至系统层面，探讨如何应用先进的优化方法来解决跨领域的复杂设计问题，并展望机械工程的未来发展方向。 第七章：多目标优化设计与系统集成 7.1 拓扑优化与尺寸优化的耦合： 介绍Level Set方法与梯度优化方法在结构轻量化中的互补应用。 7.2 响应面法（RSM）与代理模型（Surrogate Models）： 在高维设计空间中，利用径向基函数（RBF）或高斯过程（GP）构建精确的性能预测模型，加速设计迭代。 7.3 机构的柔顺性设计（Compliance Design）： 针对需要自适应变形的结构（如抓手、减震器），如何通过材料分布和几何形状的调整，实现特定的柔顺特性。 第八章：前沿应用：机电耦合系统与仿生学 8.1 机电耦合系统（Mechatronics）的设计： 传感器、执行器与控制器之间的信息流与能量流的统一建模。例如，在主动悬架系统中，如何实时计算最佳阻尼力输出。 8.2 仿生驱动与传感： 研究自然界中高效运动机构的结构原理，将其转化为人工驱动系统（如人工肌肉、柔性机器人）。 8.3 极端环境下的机械设计： 针对深海、空间或高温高压环境，材料的蠕变、应力松弛以及密封技术的特殊考量。 第九章：可持续性与循环经济中的机械设计 9.1 全生命周期评估（LCA）在设计决策中的作用： 从原材料获取到产品报废，量化设计选择对环境的影响。 9.2 易拆卸与可回收性设计（DfD/DfR）： 优化连接方式，确保关键零部件在产品寿命终结后能被高效分离和再利用。 9.3 能源效率驱动的设计： 优化传动效率，减少系统摩擦损耗，设计高效的热管理系统。 本书的每一个章节都致力于提供跨越学科界限的深度见解，确保读者不仅掌握当前主流的设计与制造工具，更能理解支撑这些工具背后的科学原理，为未来创新打下坚实的基础。

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这本书的语言风格，说实话，初看之下略显“硬核”，它不像那些面向初学者的入门指南那样，用轻松幽默的口吻来降低学习门槛。它更像一位经验丰富的老工程师在跟你面对面、手把手地讲解那些复杂的概念和技巧。没有过多的文学修饰，每一个句子都直指问题的核心，逻辑链条清晰到几乎不需要二次思考。我特别欣赏它在讲解那些高级功能，比如参数化方程驱动、大型柔性零件设计时所展现出的那种“教科书式”的严谨性。很多时候，我习惯在网上找一些零散的视频教程来学习，但视频的弊端在于讲解的深度往往受限于时长，很难对一个复杂的概念进行多角度、多层次的阐述。而这本书不同，它能用非常平实的语言，将那些看起来高不可攀的模块化编程思想、甚至是有限元分析的前期准备工作，分解成一步步可以执行的流程。阅读它的时候，我时常需要停下来，拿起笔在草稿纸上画出结构示意图，对照书中的步骤来消化吸收，这种主动的思考过程，远比被动接受信息来得有效得多。它强制性地提高了我的学习专注度，让我体会到了啃“硬骨头”的乐趣。

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从内容组织和章节递进的角度来看，这本书的编排艺术体现了极高的专业素养。它没有采取那种“先炫技再补理论”的套路，而是遵循了“理论基础先行，应用实例随后”的经典结构。比如，在介绍完零件建模的基本操作后，紧接着就引入了关于公差配合和表面粗糙度的知识，明确地告诉读者，设计不只是画图，更要符合制造要求。这种“与工程实践紧密结合”的理念贯穿始终，让人感觉这本书不是软件厂商的说明书翻版，而是真正经过了无数次实际项目检验的“实战手册”。我尤其对书中关于“设计意图”的强调印象深刻。作者反复在不同的章节中提醒读者，参数化设计的核心不是如何拖动约束手柄，而是如何清晰地表达你对产品功能和结构关系的理解。这种对“设计思维”的灌输，才是让这本书真正脱离普通教程的价值所在。它教导的不仅仅是如何操作软件，更是如何像一个合格的机械工程师那样去思考问题，去构建模型，这才是真正的“授人以渔”。

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坦白说，这本书的阅读体验是需要投入大量时间和精力的，它绝对不是那种可以“快速浏览”一遍就束之高阁的书籍。它更像是一本工具书，一本需要长期在案头随时翻阅的参考宝典。我发现自己经常在处理一个棘手的装配问题或者尝试实现一个复杂的运动仿真时，会下意识地去翻阅这本书中对应的章节。那种“手头有底气”的感觉非常重要，知道自己手头有一本可以提供权威解释的资料，做起工作来就踏实很多。特别是关于配置管理和大型项目中的数据版本控制部分，内容深入且贴合实际企业的管理流程，这对于那些已经进入工作岗位，需要管理复杂项目文档的工程师来说，简直是福音。这本书的价值，并不会随着Pro/ENGINEER软件版本的更新而迅速贬值，因为它教导的核心思想——即如何用参数化工具实现稳健、可追溯的工程设计——是具有高度通用性和持久性的。它更像是一个扎实的“内功心法”，而不是华而不实的“招式套路”。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种厚重感和严谨的排版风格，立刻让人感觉这是一本能沉下心来学习的专业书籍。我记得我是在一个专业书店里偶然翻到它的，当时正在寻找关于参数化设计工具的深度参考资料，市面上很多教程要么过于基础，要么就是对软件操作的简单罗列，缺乏系统性的理论支撑。这本书的厚度本身就说明了内容的详实程度，那种油墨的质感和纸张的触感，都传递出一种“干货满满”的气息。我当时快速浏览了一下目录结构，发现它不仅仅停留在软件界面的介绍，而是深入到了机械设计思维和工程规范的层面，这一点对我来说非常关键。设计软件只是工具，如何用好工具来解决实际的工程问题，才是设计的核心。这本书似乎正是抓住了这一点，用一种非常扎实的理工科的逻辑，来引导读者构建起一个完整的知识体系。那种对每一个复杂曲面、每一个装配约束背后蕴含的数学原理的剖析，让人感觉到作者对Pro/ENGINEER（现在也许更常被称为Creo）这个平台的理解已经达到了炉火纯青的地步。我当时就在想，如果能把这本书里的知识点都吃透，那么自己在进行复杂曲面造型和大型装配管理时，信心绝对会大增。那种对细节的执着，透过书本的装帧设计都能清晰地感受到。

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这本书的案例选择方面，展现了作者对国内机械行业现状的深刻洞察。很多国外引进的教材案例往往聚焦于非常抽象或者与国内标准体系有较大出入的产品，导致读者在学习和实践之间存在一道无形的鸿沟。然而，我翻阅这本书的实例部分时，发现那些产品模型，无论是基于国标的螺纹标准件，还是常见的箱体、支架结构，都极具亲切感和实用性。这大大降低了读者将书中学到的技巧应用到实际工作中的转换成本。更难得的是，很多实例的讲解，不仅展示了“怎么做”，更深入地探讨了“为什么这么做”。例如，在处理复杂的异形板材开槽时，书中会对比几种不同的特征重建方法，并从计算效率和模型维护难度的角度给出权威性的建议。这种多方案对比分析的能力，是纯粹的初级教程所无法提供的。它让读者在面对新的、未曾见过的设计任务时，能够迅速地搭建起一个最优化的建模思路框架。

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