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出版者:Academic Pr

作者:Khan, M. Gabriel

出品人:

页数:680

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 226.00

装帧:HRD

isbn号码:9780124060616

丛书系列:

图书标签:

心脏病学
心血管疾病
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医学
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具体描述

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机械工程领域前沿技术探索与实践图书名称：《机械工程领域前沿技术探索与实践》图书简介：在二十一世纪的今天，机械工程作为支撑现代工业和高新技术发展的基石学科，正以前所未有的速度经历着深刻的变革。数字化、智能化、绿色化成为驱动行业进步的核心动力。本书《机械工程领域前沿技术探索与实践》正是为了系统梳理和深入剖析当前机械工程领域最具创新性和应用前景的尖端技术，为广大工程技术人员、科研工作者以及高等院校师生提供一份全面、深入且极具操作性的参考指南。本书并非简单地罗列技术名词，而是力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。我们聚焦于那些正在重塑传统制造模式、提升产品性能极限以及推动可持续发展目标实现的革命性技术群。全书内容涵盖了从微观尺度到宏观系统的多层次技术革新，结构严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者构建一个前沿、立体的机械工程知识体系。第一部分：智能制造与工业互联网的深度融合本部分着重探讨了信息物理系统（CPS）在现代制造环境中的集成与应用。我们深入解析了工业物联网（IIoT）的架构设计、数据采集与边缘计算技术在实时优化生产流程中的关键作用。智能传感与数据驱动的质量控制：详细介绍了先进的非接触式测量技术，如激光共聚焦、结构光扫描及其在复杂曲面精度保证中的应用。重点阐述了如何利用深度学习算法处理海量传感器数据，实现从“事后检测”到“事前预测性维护（PdM）”的转变。书中不仅提供了算法原理，更结合了实际工厂案例，展示了如何构建基于数字孪生（Digital Twin）的虚拟调试平台，以最小化物理原型迭代成本。高阶机器人学与人机协作：区别于传统的工业机器人，本章聚焦于柔顺型机器人、人机协作机器人（Cobots）的设计原理、运动规划与安全交互技术。探讨了力/力矩传感器集成、基于视觉反馈的抓取策略优化，以及如何利用强化学习（RL）训练机器人在非结构化环境下的自主决策能力。这部分内容为实现高度柔性化、小批量定制的智能车间提供了理论基础和工程实现路径。第二部分：先进材料与增材制造的跨界创新新材料的发现与应用始终是机械创新的源头。本部分将焦点投向了高性能材料的制备、表征及其在极端工况下的应用，并探讨了增材制造（AM）技术如何颠覆传统的设计与制造范式。功能梯度材料与智能结构设计：阐述了如何通过精确控制材料成分的梯度分布，实现部件在不同区域具备所需的热、力、电学性能，从而突破传统均匀材料的性能瓶颈。同时，探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料等在结构健康监测（SHM）和自适应机械系统中的集成应用。增材制造的工艺优化与后处理：全面覆盖了金属增材制造（如SLM、EBM）的关键参数控制、残余应力管理与微观结构演化。书中特别设置了“设计约束与拓扑优化”一章，指导工程师如何利用拓扑优化工具，结合增材制造的几何自由度，设计出轻量化、高强度的仿生结构，真正实现“随形冷却通道”等复杂功能的集成。对打印后的热等静压（HIP）和表面精加工技术也进行了详尽的对比分析。第三部分：复杂系统的建模、仿真与优化现代机械系统，无论是航空发动机、高速列车还是精密机床，都属于高度耦合的多物理场系统。精确的建模与仿真能力是保障其可靠性的核心。多物理场耦合分析（FEA/CFD）：深入讲解了如何利用有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）软件，进行热-力-电-磁等多场域的瞬态耦合仿真。书中以某新型高速轴承系统的热膨胀与润滑失效分析为例，演示了如何设定精确的边界条件和材料本构模型，以预测系统在实际运行中的动态行为。系统动力学与振动控制：探讨了基于多体动力学（MBD）的复杂机构运动学与动力学分析方法。重点突出了主动隔振系统、磁悬浮技术在消除机械振动和冲击方面的最新进展。针对高速旋转机械，书中详细介绍了临界转速的预测、动平衡优化算法以及基于状态反馈的自适应控制器设计。第四部分：可持续性与绿色机械工程面对全球环境挑战，机械工程的未来发展必须与可持续性紧密结合。面向全生命周期的设计（DfLCA）：系统介绍了生命周期评价（LCA）方法在机械产品设计阶段的应用，指导工程师如何量化和减少产品从原材料获取、制造、使用到报废回收全过程中的环境负荷。高效能源转换与驱动技术：深入分析了下一代高效电机（如永磁同步电机）的优化设计、先进的电力电子器件在驱动系统中的应用，以及如何通过优化传动链的机械效率（如滚子链、无级变速机构的改进）来降低整体能耗。探讨了可再生能源系统（如风力发电机、潮汐能转换器）中的关键机械传动与密封技术难题。结论：面向未来的机械工程师《机械工程领域前沿技术探索与实践》旨在提供一个超越学科边界的视野。通过对这些前沿技术的深度剖析，我们希望读者能够理解，未来的机械工程将不再是一个孤立的学科，而是与材料科学、信息技术、自动化控制深度融合的交叉学科。本书对每一个关键技术点都提供了详尽的数学模型、算法流程和工程实例，确保读者不仅“知其然”，更能“知其所以然”，从而具备在新一轮工业革命中引领创新、解决复杂工程问题的能力。本书适合作为高级工程硕士和博士生的核心教材，也是工程领域专业人士进行技术升级和前瞻性研究的必备工具书。