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出版者:Natl Learning Corp

作者:Rudman, Jack

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-12

价格:$ 45.14

装帧:Pap

isbn号码:9780837302232

丛书系列:

图书标签:

• 电气检查
• 电气安全
• 电力系统
• 电气规范
• 电气工程
• 建筑电气
• 电气安装
• 电气测试
• 故障排除
• 电工

机械设计与制造的奥秘：深入探究先进制造技术 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，聚焦于当代机械设计与制造领域的前沿技术与实践。我们摒弃了对特定行业监管或标准检查的叙述，转而将重点放在推动工业进步的核心技术——从材料科学的突破到精密加工的革新，再到数字化制造的未来蓝图。 本书将带领读者穿越传统制造的边界，进入一个由高精度、高效率和智能化驱动的新时代。内容涵盖了现代机械工程中最为关键的几个支柱，旨在培养读者独立分析复杂工程问题、设计创新解决方案以及实施先进制造流程的能力。 第一部分：新一代材料与结构设计 本部分深入探讨了支撑现代机械性能提升的基石——先进材料。我们不再满足于传统的钢材和铝合金，而是将焦点投向了高性能复合材料、智能材料以及增材制造（3D打印）专用材料。 1.1 复合材料的结构力学与应用 详细分析了碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维和芳纶纤维等复合材料的微观结构、力学性能以及各向异性特性。重点讲解了如何应用层合板理论（Laminate Theory）进行有效的结构设计，以实现轻量化和高强度。书中包含了针对疲劳、蠕变和环境影响的详细分析模型，这些模型是评估航空航天和高性能汽车结构寿命的关键。我们还将介绍先进的连接技术，例如粘接、铆接和混合连接，以确保复合材料结构在复杂载荷下的完整性。 1.2 智能材料与自适应系统 探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料和磁流变液等智能材料在机械系统中的集成应用。不仅仅是描述这些材料的特性，更重要的是阐述如何构建基于反馈控制的“主动”系统。例如，如何利用SMA驱动器实现无需复杂传动机构的微位移控制，以及如何使用压电元件进行高频振动的主动抑制。书中包含构建这些系统的控制算法基础，强调了材料与控制工程的深度融合。 1.3 极端环境下的材料选择与处理 聚焦于在高温、高压、强腐蚀或辐射环境下工作的机械部件。内容包括高温合金（如镍基和钴基超合金）的微观组织控制、粉末冶金技术在制造高纯度部件中的应用，以及表面工程技术（如PVD/CVD涂层、热喷涂）如何显著提高部件的耐磨损和抗腐蚀性能。 第二部分：精密加工与表面工程的极限 本部分着重于如何将设计转化为高精度实体，关注于超精密加工技术和质量控制的最新进展。 2.1 超精密加工技术 详尽介绍了几种对现代光学、电子和医疗设备至关重要的加工方法。对金刚石车削在非球面光学元件制造中的应用进行了深入剖析，包括刀具路径规划、颤振抑制和表面粗糙度（Ra和Rz）的实时监控。同时，对电火花加工（EDM）和线切割（WEDM）的参数优化进行了详细讨论，特别是针对难加工材料（如高温合金和陶瓷）的加工策略。书中还引入了离子束抛光（Ion Beam Polishing）和磁流变抛光（MRF）等先进的后处理技术，以达到纳米级的表面光洁度要求。 2.2 现代数控（CNC）系统与误差补偿 超越了基础的G代码编程，本章深入讲解了五轴及多轴联动CNC系统的运动学模型和运动控制算法。重点在于如何通过先进的误差识别和补偿技术，例如：周期性误差识别、热误差建模和主动补偿策略，将机床的固有误差降到最低。读者将学习如何使用接触式和非接触式测量系统（如激光干涉仪）对机床性能进行校准。 2.3 增材制造（AM）的工艺与后处理 系统阐述了金属粉末床熔融（PBF）技术，如选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的物理过程。内容包括粉末特性对最终部件性能的影响、残余应力的形成与消除机制，以及构建定向凝固和晶粒控制的策略。此外，我们详细讨论了增材制造部件的机械性能表征，以及如何通过热等静压（HIP）等后处理手段来消除内部缺陷，达到与传统锻造件相媲美的性能。 第三部分：数字化制造与系统集成 本部分着眼于工业4.0背景下，信息技术如何与物理制造过程深度融合，实现生产效率的革命性提升。 3.1 制造过程的数字化孪生（Digital Twin） 详细阐述了如何为复杂的机械系统和生产线构建高保真度的数字孪生模型。这不仅包括几何模型，更重要的是集成实时的传感器数据、过程物理模型（如热传导、应力分布）和控制逻辑。书中提供了构建和验证数字孪生的具体方法论，以及如何利用孪生体进行“假设-检验”（What-If）的虚拟调试和预测性维护。 3.2 工业物联网（IIoT）与数据驱动的质量保证 探讨了传感器技术（如光纤传感器、声发射传感器）在机械加工和装配过程中的应用，以及如何将海量数据通过工业以太网传输到中央数据平台。重点在于如何运用机器学习和统计过程控制（SPC）算法，从这些大数据流中提取有价值的信息，实现对工艺参数的实时闭环调整，从而将质量控制从事后检验转变为事前预防。 3.3 机器人化装配与柔性制造系统（FMS） 分析了高精度机器人（如并联机器人、协作机器人）在复杂装配任务中的应用。内容包括视觉伺服技术（Visual Servoing）在引导机器人进行高精度对中和插入操作中的作用，以及如何设计具有高柔性的夹具和工装，以适应不同产品型号的快速切换。我们还将探讨如何通过离线编程和仿真软件（如KUKA.Sim, RobotStudio）优化机器人路径，减少循环时间。 第四部分：机械系统动力学与控制 本部分侧重于确保机械系统在动态工作条件下的稳定性和最优性能。 4.1 机械系统的建模与模态分析 使用有限元方法（FEM）对复杂机械结构进行振动分析的理论基础。详细介绍了如何进行模态分析，识别结构的固有频率和振型，并讨论如何通过结构优化（如拓扑优化、刚度分布调整）来避免共振。书中包含了接触非线性和间隙对动力学响应影响的分析方法。 4.2 机构运动学与轨迹规划 深入讲解了复杂机构（如多连杆机构、凸轮机构）的位置、速度和加速度的解析解与数值解法。重点在于优化高动态运行条件下的轨迹规划，例如，如何使用样条曲线或多项式插值来保证速度和加速度的连续性，从而减少冲击和振动。 4.3 先进的反馈与预测控制 超越传统的PID控制，本书介绍了先进的控制策略，如滑模控制（SMC）在处理系统非线性和外部扰动时的鲁棒性，以及模型预测控制（MPC）在多变量系统优化控制中的强大能力。通过具体的案例研究，展示了这些高级算法如何被应用于高精度伺服驱动器和精密机床主轴的控制中。 本书的读者群主要面向机械工程、制造工程、材料科学及自动化领域的学生、工程师和研究人员。通过系统的理论阐述和前沿技术的实例剖析，本书致力于成为一本指导实践者迈向下一代智能制造的技术手册。

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读完《Electrical Inspector》，我感觉自己仿佛接受了一次高强度的、沉浸式的专业培训，其细致程度远超我之前接触过的任何入门级教材。这本书的叙述风格非常独特，它不是简单地罗列事实，而是采用了一种“侦探破案”的叙事方式来讲解电气安全和标准。比如，在讨论接地系统时，它不像传统书籍那样枯燥地解释电阻值，而是构建了一个场景：一个电击事故发生后，我们应该如何逆向工程，通过分析受害者症状、设备残留痕迹以及环境因素，最终锁定是接地路径中断这一“罪魁祸首”。这种方法极大地激发了我的学习兴趣，让我开始主动思考规范背后的逻辑，而不是死记硬背条文编号。更让我赞叹的是，书中对于不同国家和地区的电气规范的对比分析，虽然篇幅不长，但点到了位，显示出作者深厚的行业经验和国际视野。它没有强迫读者接受某一种标准，而是引导我们理解标准制定的目的——保护生命和财产。这种批判性思维的培养，是任何应试教育材料都无法给予的。对于那些希望从理论走向实践的人来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种思维模式的升级。

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这本书的排版和图示质量，简直是行业内的标杆。作为一名对视觉信息处理比较敏感的读者，我发现《Electrical Inspector》在复杂的电路图和剖面图的呈现上，达到了极高的清晰度和信息密度。很多复杂的并联电路或三相系统，如果只用文字描述，很容易在脑海中形成一团乱麻，但书中精心绘制的彩色图示，准确地用不同颜色区分了火线、零线和地线，并用动态箭头指示了电流的流向。阅读体验因此被极大地优化。此外，作者在处理那些晦涩难懂的计算公式时，总是先给出一个直观的类比，比如将欧姆定律比作水管的粗细、水压和水流的关系，然后再给出数学表达。这种“先形象化，后符号化”的教学路径，极大地降低了初学者的畏难情绪。我甚至发现，连索引和术语表的编排都经过了深思熟虑，查找某个特定故障代码或设备参数时，可以迅速定位，这在紧急情况下是至关重要的设计细节。总而言之，这本书在兼顾专业深度的同时，对阅读体验的关注达到了近乎偏执的程度。

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从我个人的角度来看，《Electrical Inspector》的价值远超其售价，它更像是一种长期的职业投资。这本书的结构设计非常适合自学者和需要定期复习规范的在职人员。它没有按照教科书那样严格按照学科顺序排列，而是根据实际工作流程进行了模块化划分——从“准备工作与风险评估”，到“安装过程中的关键检查点”，再到“竣工验收与文档记录”。这使得我可以根据手头的任务，有针对性地翻阅特定章节，而不是从头到尾地啃。我尤其喜欢它在描述“人与设备交互”方面的论述。书中反复强调，技术规格固然重要，但现场操作人员的疲劳度、光线条件、以及心理压力，都是导致失误的隐形因素。书中提供了一些实用的时间管理和压力缓解技巧，帮助检查员在长时间、高压力的工作中保持专注。这是一种非常成熟的行业视角，它承认了人性的弱点，并试图通过流程优化来弥补这些弱点，而不是一味地指责人为失误。读完它，我不仅获得了扎实的电气知识，更获得了一种更成熟、更具同理心的职业素养。

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这部名为《Electrical Inspector》的书籍，以其深入浅出的讲解方式，为我打开了理解现代电力系统复杂运作的一扇大门。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，充斥着晦涩难懂的规范和条文，但事实却截然不同。作者显然花费了大量心血去构建一个清晰的知识脉络，从最基础的电流、电压概念，到复杂的配电网络设计与维护，每一步都讲解得井井有条。特别让我印象深刻的是关于现场勘查和故障排查的部分，书中详尽地描述了如何通过细微的线索，如异响、焦糊气味甚至是变色材料，来预判潜在的电气隐患。我曾凭着书中学到的知识，成功地对自家老旧电路进行了一次全面的“健康检查”，及时更换了老化严重的接线盒，这不仅仅是节省了一笔不必要的维修费用，更重要的是带来了实实在在的安全感。书中穿插的案例分析极其生动，那些因为疏忽导致的火灾或触电事故的教训，被还原得极其真实，让人在学习技术的同时，也深刻认识到了作为一名（潜在的）电气专业人士所肩负的责任之重。这本书与其说是一本工具书，不如说是一本实战指导手册，它教会我如何“看见”隐藏在墙壁和设备内部的电力流动，如何用专业的眼光去审视每一个电气连接的可靠性。那种从“一窍不通”到“胸有成竹”的转变，是阅读这本书的最大收获。

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我对这本书的评价，必须从其在“人机交互”层面上的设计说起。坦白地说，技术书籍往往是冰冷的，但《Electrical Inspector》却奇迹般地保持了一种适度的“人情味”。作者在讲解那些极其严苛的安全规定时，总能巧妙地穿插一些关于“为什么”的解释，而不是仅仅停留在“必须”的层面。例如，在讲解电弧闪光防护的重要性时，它没有用抽象的能量单位来吓唬读者，而是通过描绘在极端情况下，弧光瞬间释放的巨大能量如何像太阳爆炸一样摧毁周围的一切，让人感同身受。这种基于后果的教育方式，比单纯的警告有效得多。我特别欣赏书中对新技术的包容与审慎态度。对于新兴的智能家居布线和光伏逆变器的安装规范，作者并未止步于现有标准，而是提出了基于未来发展趋势的预判和建议，这使得这本书即使在技术快速迭代的今天，也保持了相当长的参考价值。它仿佛在说：标准是死的，但安全理念是活的。这让这本书从一本合格的参考书，升华到了一部富有前瞻性的行业指南。

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