机械设计基础

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页数:351
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出版时间:2009-3
价格:41.00元
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isbn号码:9787502629694
丛书系列:
图书标签:
  • 机械设计
  • 机械工程
  • 工程基础
  • 机械原理
  • 设计基础
  • 机械制图
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具体描述

《机械设计基础》将机械原理与机械零件的内容有机地结合在一起,适应了目前教学改革的需要。各章内容基本上是按照工作原理、结构、强度计算、使用及维护的设计顺序编写的。全书共16章,包括绪论;平面机构的自由度;平面连杆机构;凸轮机构的分析与设计;间歇机构;联接;带传动;链传动;齿轮传动;蜗杆传动;轮系及其设计;机械传动设计;轴和轴毂连接;滚动轴承;其他常用零、部件和课程设计指导等内容。各章配有一定量的思考题和习题供学生学习时选用。

《机械设计基础》突出了高等教育的特点,并贯彻最新国家标准。《机械设计基础》可作为高等院校、高等职业学校、高等专科学校等机械类及近机械类专业教材,亦可作为相关专业岗位技能培训用书。

现代材料科学前沿进展 图书简介 本书全面而深入地探讨了当代材料科学领域最前沿的研究方向、关键技术突破以及面向未来的应用潜力。本书旨在为材料学、化学、物理学、工程学等相关专业的学生、研究人员以及行业工程师提供一个系统、权威且具有前瞻性的知识体系,帮助读者掌握理解和创新新型材料所需的核心理论与实验方法。 全书内容紧密围绕“功能化、智能化、可持续性”三大核心主题展开,共分为七个主要部分,近三十章内容,结构严谨,逻辑清晰。 --- 第一部分:基础理论与计算模拟的革新 本部分首先回顾了晶体学、热力学和动力学在理解材料性质中的基础作用,但着重于当前计算材料学对这些基础的深化与拓展。 1.1 密度泛函理论(DFT)的精确化与尺度扩展: 详细介绍了修正泛函(如GGA+U,混合泛函)在处理强关联电子体系(如过渡金属氧化物和稀土材料)中的应用挑战与最新进展。重点分析了如何通过高通量计算加速材料筛选过程,以及 Kohn-Sham 轨道在解释复杂电子结构方面的局限性及替代方案。 1.2 机器学习与材料信息学(Materials Informatics): 阐述了如何利用图神经网络(GNNs)处理原子结构数据,构建高精度的材料性质预测模型。内容涵盖了特征工程(Descriptors)、贝叶斯优化在晶体结构预测中的应用,以及如何从海量实验数据中挖掘隐藏的材料设计规律。特别讨论了数据不平衡和模型可解释性(Explainable AI, XAI)在材料研发中的重要性。 1.3 多尺度模拟的集成框架: 探讨了从量子力学(QM)到分子动力学(MD),再到有限元分析(FEM)的无缝连接技术。介绍了原子尺度的缺陷演化模拟如何输入到宏观力学性能预测中,特别关注于涉及界面和相变的复杂过程模拟,如塑性变形和断裂萌生。 --- 第二部分:新能源材料与能源存储系统 本部分聚焦于应对全球能源挑战的关键材料体系,重点关注电化学能量转换与存储的效率提升。 2.1 先进锂离子电池(LIBs)的突破: 深入分析了固态电解质(包括氧化物、硫化物和聚合物基)的界面阻抗问题及其解决策略。详细介绍了富锂锰基正极材料的电压衰减机制和表面改性技术,以及硅基和锂金属负极在循环过程中的体积变化控制。 2.2 非锂基储能技术: 全面考察了钠离子电池(NIBs)的宿主材料设计,特别是层状氧化物和普鲁士蓝类似物(PBA)的结构稳定性。此外,对锌基电池、液流电池中电解质的浓度极化和活性材料的溶解问题进行了深入探讨。 2.3 催化剂设计与燃料电池: 重点关注非贵金属催化剂(如Fe-N-C结构)在氧还原反应(ORR)中的活性位点工程。阐述了光催化水分解中半导体材料的载流子分离效率瓶颈,并介绍了模仿酶活性的仿生催化剂的设计思路。 --- 第三部分:智能与响应性材料 本部分聚焦于能够感知、处理并响应外部刺激(光、热、电、磁、力)的先进功能材料。 3.1 形状记忆与自修复聚合物: 详细阐述了超分子聚合物中可逆键合(如氢键、金属配位键)对材料宏观性能的调控。分析了微胶囊技术在“诱导型”自修复中的应用,以及“固有型”自修复材料的动态交联网络设计。 3.2 磁性与电场耦合材料: 深入探讨了磁弹性耦合(如磁致伸缩材料)和电场驱动的铁电/铁磁复合材料(多铁性材料)。介绍了如何通过界面应力调控实现磁性切换,这对于低功耗存储和传感器的开发至关重要。 3.3 可重构与动态材料: 探讨了基于动态共价键的化学“重编程”技术,使得材料在保持结构完整性的同时可以改变其拓扑结构或功能。讨论了光致变色材料在信息存储和防伪技术中的新兴应用。 --- 第四部分:先进制造与材料结构控制 本部分关注如何通过精确控制制造过程,实现对材料微观结构的尺度化和精细化调控。 4.1 增材制造(3D打印)中的材料科学: 重点分析了激光选区熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)过程中,快速冷却导致的非平衡态组织形成机制,如微观偏析和晶粒的柱状生长。探讨了如何通过预处理粉末或优化激光扫描策略来控制残余应力和孔隙率。 4.2 界面工程与异质结构建: 详细介绍了原子层沉积(ALD)在制备超薄、高保真功能薄膜中的优势。讨论了通过分子束外延(MBE)精确控制异质结构界面缺陷(如应变、位错)以增强界面电学或光学特性的方法。 4.3 纳米结构材料的尺寸效应: 总结了量子点、纳米线和二维材料(如过渡金属硫化物、MXenes)在尺寸效应下的独特电学、光学和催化性质。重点分析了表面电子态对纳米颗粒催化活性的决定性影响。 --- 第五部分:生物医学与环境友好材料 本部分关注材料学在生命科学和可持续发展中的前沿应用。 5.1 可降解与生物活性植入材料: 深入分析了聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)及其复合材料的降解动力学与生物相容性。探讨了如何通过表面功能化修饰(如生长因子负载)来引导细胞附着和组织再生。 5.2 智能药物递送系统: 介绍了pH敏感、温度敏感和酶响应性纳米载体(如脂质体、聚合物胶束)的设计原理,以及如何通过外部刺激(如近红外光或磁场)实现靶向释放,最小化全身毒性。 5.3 先进水处理膜材料: 关注石墨烯氧化物(GO)和聚合物纳米复合膜在海水淡化和污染物去除中的性能提升。分析了膜污染(Fouling)的机理,并介绍了通过超亲水性表面设计来抵抗生物膜形成的方法。 --- 第六部分:高熵与极端环境材料 本部分涵盖了在极高温度、高应力或强辐射环境下仍能保持稳定性的新材料体系。 6.1 高熵合金(HEAs)的设计原理: 突破了传统合金中“主元素”的概念,详细阐述了“高混合熵稳定化”和“迟滞效应”在维持FCC或BCC结构中的作用。对比分析了其优异的抗辐照损伤能力和高温蠕变抗性。 6.2 极端条件下的陶瓷基复合材料: 探讨了超高温陶瓷(UHTCs)如HfB2, ZrB2的微结构控制,以提高其抗氧化和抗烧蚀性能。重点分析了纤维增强陶瓷基复合材料(CMCs)在火箭发动机和核反应堆中的应用挑战。 --- 第七部分:材料的表征新技术 本书最后一部分介绍了几种推动材料研究进入“原子分辨”和“实时动态”时代的关键表征技术。 7.1 原位/非原位透射电子显微镜(TEM): 介绍了高分辨率球差校正TEM在确定晶格畸变和原子尺度缺陷结构方面的最新突破。重点阐述了在原位电化学、原位加热/拉伸环境下,实时捕捉材料相变和失效过程的能力。 7.2 同步辐射光源的应用: 详细说明了X射线吸收精细结构(XAFS)和广角X射线散射(WAXS)技术如何提供对非晶态材料和界面结构的关键洞察,特别是在电池充放电过程中的结构演变分析。 本书力求在理论深度与工程实用性之间取得平衡,通过整合跨学科的前沿成果,为材料科学的未来发展提供坚实的理论和技术基础。

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读后感

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用户评价

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我最近在读这本《机械设计基础》,坦白说,它给我的感觉非常“实在”。它不像市面上很多理论性太强的书,而是更侧重于实际应用。比如,在讲到连接件设计时,它并没有停留在理论公式推导,而是详细介绍了螺纹连接、铆接、焊接等不同连接方式的适用场合、优缺点,以及设计时需要考虑的应力、变形、可靠性等因素。书中甚至还给出了不同国家和行业标准中关于连接件设计的具体图示和尺寸规范,这对我来说简直是“宝藏”。我之前在设计一个小型实验装置时,就遇到了连接件选择的难题,这本书恰好提供了非常实用的指导。另外,书中关于材料选择的部分也让我受益匪浅。它不仅介绍了各种常用金属材料和非金属材料的性能,还结合具体的使用环境和载荷条件,教我们如何权衡材料的强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等,以及如何考虑成本和加工工艺。这一点对于控制产品成本和保证产品质量至关重要。这本书的逻辑结构也非常清晰,每个章节都围绕一个核心主题展开,层层递进,让你能够循序渐进地掌握知识。而且,书中提供的例题和习题,都是经过精心设计的,能够有效地检验和巩固所学内容。我强烈推荐这本书给所有对机械设计感兴趣的朋友,特别是那些希望将理论知识转化为实际应用的人。

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这本书的作者显然是把多年的经验都倾注在了里面,读起来让人感觉非常“接地气”,没有那些空洞的理论说教。我印象最深刻的是关于“可靠性设计”的那一部分,作者没有回避机械设计中常遇到的各种“坑”,而是直接点明了潜在的失效模式,比如应力集中导致的疲劳断裂、过载导致的塑性变形、以及材料缺陷导致的脆性断裂等等。然后,他给出了非常具体的应对策略,比如如何通过圆角过渡来减小应力集中,如何选择合适的安全系数来应对过载,以及在材料选择时需要注意哪些因素来避免脆性断裂。这些都是工程师在实际工作中会遇到的真实问题,而这本书给出了非常实用和有效的解决方案。我甚至觉得,这本书更像是一本“设计师的经验宝典”,而不是单纯的教科书。它不仅教你“怎么做”,更教你“为什么这么做”,以及“这么做有什么好处和坏处”。我尤其喜欢其中关于“模块化设计”和“标准化设计”的讨论,这不仅能够提高设计效率,还能降低制造成本和维护成本,对于企业来说具有非常重要的意义。这本书的语言风格也很朴实,没有华丽的辞藻,但每一个字都直指核心,让你能够快速抓住关键信息。我感觉,这本书的价值远远超过了它的价格,强烈推荐给所有正在从事或即将从事机械设计行业的朋友。

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这本书,怎么说呢,它的内容深度和广度都超出了我的预期。我原本以为一本《机械设计基础》应该是很入门级的,但这本书显然不是。它在介绍基本概念的同时,又深入探讨了一些更高级的理论,比如疲劳强度分析、断裂力学在机械设计中的应用,甚至是有限元分析的基础概念。这一点对于有一定机械基础,想要进一步提升的人来说,无疑是极大的福利。我记得其中关于齿轮设计的章节,不仅仅是简单地介绍了渐开线齿廓,还详细讲解了齿轮传动的效率、精度等级、润酰方法等,并且给出了具体的计算公式和设计流程。这让我深刻体会到,一个看似简单的齿轮,背后有着如此多的学问。更值得一提的是,书中还穿插了不少“软技能”的指导,比如如何进行有效的技术文献检索,如何撰写规范的设计说明书,以及在团队协作中如何扮演好自己的角色。这部分内容虽然不是纯粹的技术知识,但对于一个初入职场的机械工程师来说,其重要性不言而喻。这本书的写作风格也很吸引人,作者善于用形象的比喻来解释复杂的概念,使得抽象的理论变得具体化,更容易被读者理解和记忆。而且,书中大量的插图和表格,不仅丰富了内容,也大大提高了阅读效率。总的来说,这是一本既有深度又有广度,既注重理论又兼顾实践的书籍,对于想要系统学习机械设计的人来说,是不可多得的佳作。

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这本《机械设计基础》确实让我大开眼界,尽管我只是个初学者,但书中详实的图解和清晰的逻辑,将原本在我看来枯燥晦涩的机械原理,变得生动易懂。我尤其喜欢其中关于轴承选择的那部分,作者不仅介绍了各种轴承的类型、优缺点,还结合实际案例,一步步教我们如何根据载荷、转速、寿命等因素来精确计算和选择最合适的轴承。这让我明白,机械设计并非简单的堆砌零件,而是需要严谨的计算和周全的考量。更让我印象深刻的是,书中反复强调了安全性原则,比如在设计关键受力部件时,会详细阐述应力集中的危害,以及如何通过优化结构、选择合适的材料来避免断裂或失效。这种对细节的关注和对安全的重视,让我对机械工程师的职业素养有了更深的认识。我之前总觉得机械工程离我们很遥远,但读了这本书,我才发现,原来我们日常生活中接触到的各种机械设备,背后都蕴含着如此精妙的设计和复杂的计算。比如我家的洗衣机,我以前只觉得它能洗衣服,现在我开始思考它的电机是如何驱动滚筒旋转,减速器是如何工作的,以及各个部件之间的配合有多么精密。这本书就像一把钥匙,为我打开了认识世界的一扇新门,让我看到了一个充满智慧和创造力的机械世界。我还会继续深入研读,希望能从中汲取更多知识,也期待未来能有机会亲手设计一些小玩意儿,哪怕只是简单的模型,也足以让我感受到机械设计的魅力。

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说实话,这本书的排版和设计风格挺让我惊喜的。我收到书的时候,第一感觉就是“舒服”。纸张的质感很好,印刷清晰,字体大小也适中,阅读起来一点也不费劲。更重要的是,书中大量的图表设计非常精美,线条流畅,色彩搭配也很和谐,没有那种廉价的、粗糙的感觉。我特别喜欢它在讲解一些复杂的机构运动时,所采用的动态图示,虽然是静态的图片,但通过巧妙的标注和分解,能够非常直观地展现出运动过程,让人一目了然。这对于理解一些抽象的机械运动原理非常有帮助。此外,书中对公式的呈现方式也很讲究,每一个符号的含义都解释得清清楚楚,并且在公式后面会紧跟着一个简单的应用示例,让你能够快速理解公式的实际意义,而不是死记硬背。我之前看过一些机械类的书籍,虽然内容不错,但排版太过于死板,看得人昏昏欲睡。而这本《机械设计基础》,则完全颠覆了我对技术类书籍的刻板印象,它将科学的严谨性与艺术的美感巧妙地结合在一起,让学习过程本身也变成了一种享受。我非常欣赏这种对细节的追求,也相信这样的书籍更能激发读者的学习兴趣和创造力。

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