具体描述
机械设计与制造技术前沿探索 本书致力于深入剖析当代机械设计与制造领域的核心理论、先进技术及未来发展趋势，旨在为工程技术人员、高校师生以及相关领域的研究人员提供一份兼具理论深度与实践指导意义的参考宝典。 随着全球制造业的转型升级与工业4.0时代的到来，机械工程正以前所未有的速度发展。本书紧跟这一时代脉搏，系统梳理了从基础力学分析到复杂系统集成的完整知识体系，重点聚焦于那些驱动现代工业进步的关键技术。 第一部分：先进结构设计与仿真分析 本部分内容涵盖了现代机械产品设计中最具挑战性的几个方面：结构的优化、材料的选择以及可靠性的评估。 1. 拓扑优化与轻量化设计： 详细阐述了基于有限元分析（FEA）的结构拓扑优化方法，重点讨论了点阵结构、仿生结构在航空航天、高端装备中的应用案例。书中不仅介绍了经典的三难题——强度、刚度、模态的约束求解算法，还引入了新兴的增材制造约束下的结构设计流程，指导读者如何利用先进的计算工具实现结构性能的最大化与重量的最小化。 2. 多物理场耦合分析： 现代机械系统往往涉及热、力、电磁等多重物理场相互作用。本章深入探讨了热-结构耦合、流固耦合（FSI）的数值模拟技术。通过大量的工程实例，如精密机床主轴的热变形控制、发动机部件的疲劳寿命预测等，清晰展示了如何运用商业仿真软件（如ABAQUS、ANSYS等）建立精确的多物理场模型，并解读复杂场的计算结果，为实际工程决策提供科学依据。 3. 接触与摩擦学研究： 机械运动的可靠性很大程度上取决于接触面的行为。本书对复杂接触（如滚子轴承、齿轮啮合）的应力分布、Hertz接触理论的扩展应用进行了详尽的阐述。此外，针对高精度运动部件的磨损与润滑问题，引入了微观接触模型和边界润滑理论，强调了表面工程技术对提升机械寿命的关键作用。 第二部分：智能制造与自动化生产系统 本部分将视角投向了生产现场的数字化与智能化，探讨如何将先进的控制理论与信息技术深度融合，构建高效、柔性的制造系统。 1. 工业机器人学与离线编程： 系统介绍了串联和并联机器人的运动学（正运动学、逆运动学）求解方法，并侧重于复杂路径规划算法，如避障规划、轨迹优化。内容深入到六轴以上工业机器人的操作技巧，包括力控操作、视觉伺服系统的集成，旨在培养读者快速部署和调试复杂自动化工作站的能力。 2. 增材制造（3D打印）的技术细节与后处理： 详细比较了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造工艺的原理、优缺点及适用材料。重点分析了增材制造过程中特有的缺陷控制，如残余应力、致密度问题，并介绍了针对复杂构件的支撑结构设计与有效的后处理（如热等静压HIP）技术。 3. 制造过程的数字孪生与监控： 探讨了如何利用传感器技术、物联网（IoT）构建实时数据采集系统，并结合数字孪生模型对生产过程进行虚拟映射和预测性维护（PdM）。本章详细介绍了基于状态监测数据（振动、温度、声发射）的故障诊断算法，如小波分析、深度学习在设备健康管理中的应用实践。 第三部分：新型材料与功能部件设计 面对极端工况和高性能需求，新材料的应用成为机械创新的核心驱动力。本部分聚焦于功能材料的开发及其在关键部件中的集成应用。 1. 高性能复合材料的应用力学： 针对碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维复合材料，阐述了其宏观力学性能的理论预测模型，如层合板理论。书中特别强调了复合材料在抗冲击、抗疲劳方面的设计考量，并列举了其在风电叶片、高端汽车结构件中的设计范例。 2. 微纳机电系统（MEMS）与传感器集成： 介绍了微加工技术在制造高精度、小型化传感器（如压力传感器、加速度计）中的应用。深入讲解了这些微纳器件的工作原理、材料选择（如硅基、聚合物基）及其在智能设备中的信号调理与封装技术。 3. 智能材料与结构： 探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料在主动控制系统中的潜力。通过具体的设计方案，展示了如何利用这些材料实现机械结构的自适应减振、主动刚度调节等前沿功能，为柔性机器人和精密仪器的发展指明了方向。 第四部分：可靠性工程与全生命周期管理 系统的可靠性是衡量机械产品设计水平的最终标准。本部分旨在提升读者对产品全生命周期风险的认知和管理能力。 1. 损伤容限设计与疲劳分析： 基于断裂力学原理，详细分析了裂纹的萌生、扩展和断裂过程。重点介绍了线性疲劳与低周疲劳的评估方法，以及应力强度因子、弹塑性断裂韧性的计算。书中提供了在复杂载荷谱下进行累积损伤评估的实用工具和案例。 2. 系统可靠性建模： 运用概率论和统计学工具，构建了复杂系统的可靠性框图模型，包括串联、并联以及复杂的组合结构。引入了马尔可夫链方法对动态系统状态转移进行分析，以量化系统在不同运行条件下的故障率和平均修复时间（MTTR）。 3. 可靠性、可维护性与安全性（RAMS）一体化设计： 强调在设计初期就将可靠性、可维护性、安全性纳入设计指标体系。书中提供了设计阶段的FMEA（失效模式与影响分析）和FTA（故障树分析）的应用指南，确保产品从设计到报废的每一个环节都处于受控状态。 总结： 本书的编写风格注重理论的严谨性与工程实践的紧密结合，力求通过大量的工程实例、清晰的图示和详尽的公式推导，帮助读者构建一个全面、深入且与时俱进的机械设计与制造技术知识体系。它不仅仅是一本技术手册，更是引导工程专业人士探索未来制造业创新路径的有力工具。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有