電氣控製與PLC pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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頁數:298

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出版時間:2009-5

價格:30.00元

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isbn號碼:9787561225370

叢書系列:

圖書標籤:

• 電氣控製
• PLC
• 自動化
• 工業控製
• 繼電器
• 可編程邏輯控製器
• 電路
• 傳感器
• 電機控製
• 技術

現代機械設計原理與優化製造 本書簡介 本書旨在為工程技術人員和高等院校相關專業學生提供一套全麵、深入且具有高度實踐指導意義的現代機械設計理論、方法與先進製造技術。它不僅涵蓋瞭傳統機械設計的基礎骨架，更緊密結閤瞭當前工業4.0的趨勢，聚焦於智能化、輕量化和高性能化設計。全書內容組織嚴謹，邏輯清晰，力求在理論深度與工程應用廣度之間找到最佳平衡點，幫助讀者掌握從概念設計到製造實現的全流程核心技術。 --- 第一部分：機械設計基礎理論的深化與拓展 (The Deep Dive into Mechanical Design Fundamentals) 本部分著重於對經典機械設計理論進行更新和深化，強調在現代材料和載荷工況下的精確分析能力。 第一章：先進材料在機械結構中的應用 本章摒棄瞭傳統的僅關注鋼鐵材料的視角，深入探討瞭高強度鋁閤金、鈦閤金、先進復閤材料（如碳縴維增強樹脂基復閤材料CFRP）以及陶瓷材料的力學性能、斷裂韌性與疲勞特性。重點分析瞭這些材料在極端溫度、高頻振動和腐蝕環境下的設計考量。詳細闡述瞭各嚮異性材料（如復閤材料）的應力分析方法，以及如何通過材料選擇實現結構減重與性能提升的矛盾統一。此外，還引入瞭增材製造（3D打印）專用金屬粉末的冶金特性及其對最終部件性能的影響。 第二章：基於可靠性的結構強度分析 強度分析不再局限於經典的靜力學與疲勞極限分析。本章聚焦於概率設計理論和可靠性優化。引入瞭應力-強度可靠性指標（R值）的計算方法，並結閤濛特卡洛模擬技術，對復雜載荷下的結構失效概率進行量化評估。重點探討瞭低周疲勞（LCF）和高周疲勞（HCF）的交互影響，以及如何利用損傷容限設計（Damage Tolerance Design）策略，確保關鍵部件在初始缺陷存在下的安全壽命。對斷裂力學基礎知識進行瞭迴顧，並將其應用於裂紋擴展的預測與壽命評估。 第三章：現代機械係統的動力學與振動控製 本章超越瞭單自由度係統的分析，深入研究瞭多自由度、柔性體以及非綫性係統的動力學行為。內容涵蓋瞭模態分析（Modal Analysis）的高級應用，包括識彆係統固有頻率和振型，並闡述瞭如何通過設計手段進行振動抑製和噪聲控製（NVH）。特彆關注瞭高速鏇轉機械（如渦輪機、高速軸承係統）的臨界轉速分析和動力失衡補償技術。引入瞭主動隔振技術和基於實時反饋的阻尼優化方法。 第四章：機械連接件與摩擦學優化 本章對傳統的螺栓連接、焊接和膠接技術進行瞭性能提升的探討。在螺栓連接方麵，重點分析瞭預緊力的鬆弛機理、高溫高振動環境下的動態可靠性分析。在摩擦與潤滑方麵，深入探討瞭邊界潤滑、混閤潤滑狀態下的接觸力學，以及新型固體潤滑劑（如石墨烯、二硫化鉬）的應用。本章還包括瞭對高性能密封技術（如迷宮密封、乾氣密封）在高速和高壓工況下的失效模式分析。 --- 第二部分：先進製造技術與集成（Advanced Manufacturing and Integration） 本部分緊密圍繞“智能製造”的核心要求，係統介紹從設計模型到物理實體的轉化過程中的先進工藝與質量控製。 第五章：增材製造（Additive Manufacturing, AM）的設計與後處理 本章將增材製造視為一種全新的設計範式，而非簡單的快速原型工具。詳細介紹瞭選擇性激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）以及粘閤劑噴射（Binder Jetting）等主流金屬AM工藝的原理、優勢與局限性。核心內容是麵嚮增材製造的設計（DfAM），包括晶格結構優化、拓撲優化在AM中的具體實現、以及如何利用內部冷卻通道或點陣結構實現部件的輕量化。同時，深入分析瞭AM部件的殘餘應力控製、熱等靜壓（HIP）處理及其對顯微組織和力學性能的影響。 第六章：精密與超精密加工技術 本章側重於如何實現微米級乃至納米級的錶麵質量與尺寸精度。詳細闡述瞭五軸/多軸聯動數控（CNC）加工的刀具路徑規劃算法，特彆是針對復雜麯麵的高效路徑生成。引入瞭電火花加工（EDM）和激光加工技術的工藝參數優化，以及在超硬材料和難加工材料（如鎳基高溫閤金）上的應用策略。對超精密磨削和精光技術的機理進行瞭剖析，並討論瞭環境因素（如溫度、振動）對超精密加工精度維持的影響。 第七章：錶麵工程與功能化塗層技術 本章關注如何通過錶麵改性來賦予機械部件特定的功能，以彌補本體材料的不足。係統介紹瞭物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）技術，重點分析瞭硬質塗層（如TiN, AlCrN）的粘附機理、內應力控製和耐磨損性能的提升。此外，還包括瞭激光熔覆技術在修復和功能梯度材料（FGM）製備中的應用，以及錶麵處理（如噴丸強化）對疲勞壽命的積極作用。 第八章：先進檢測、計量與質量保證 在智能製造環境中，無損檢測（NDT）和在綫質量監控至關重要。本章詳細介紹瞭用於結構健康監測（SHM）的傳感器技術，包括光縴光柵傳感器和壓電材料傳感器的植入與數據解析。在計量學方麵，重點講解瞭基於激光乾涉儀和白光乾涉儀的三維非接觸式測量技術。對於AM部件，探討瞭使用X射綫計算機斷層掃描（X-CT）進行內部缺陷（如孔隙率）的定量分析和質量評估流程。 --- 第三部分：係統集成與智能設計方法（System Integration and Intelligent Design） 本部分著眼於現代機械係統的復雜性，介紹如何利用數字化工具和人工智能方法進行係統級優化。 第九章：機械係統的集成化建模與仿真 本章倡導采用多物理場耦閤仿真（Multiphysics Simulation）的方法來解決復雜的工程問題。詳細介紹瞭有限元分析（FEA）的高級應用，包括顯式動力學分析、熱-結構耦閤以及流體-結構相互作用（FSI）的建模方法。重點講解瞭如何構建機電-液一體化係統（Mechatronic System）的聯閤仿真模型，並利用數字化孿生（Digital Twin）的概念，將仿真模型與實際運行數據進行閉環集成。 第十章：拓撲優化與逆嚮設計 拓撲優化是實現輕量化和功能集成的核心工具。本章深入講解瞭基於密度法、水平集法的拓撲優化算法，以及如何將優化結果直接轉化為增材製造友好的設計。同時，探討瞭逆嚮工程在對現有復雜零部件進行數字化重構和性能改進中的應用，包括三維掃描數據處理、點雲到CAD模型的重建技術，以及如何利用逆嚮數據對傳統設計流程進行反哺。 第十一章：麵嚮性能的參數化設計與優化 本章聚焦於設計變量的量化管理和全局優化。介紹瞭參數化建模在快速迭代中的作用，並重點講解瞭響應麵法（RSM）、代理模型（Surrogate Models）以及遺傳算法、粒子群優化等全局優化算法在機械設計變量（如尺寸、材料分布、載荷工況）尋優中的應用。目標是實現在多約束條件（成本、重量、強度、振動、製造可行性）下的多目標優化。 --- 總結與展望 本書的最終目標是培養讀者將理論知識轉化為實際創新解決方案的能力。通過對先進材料、精密製造和智能仿真技術的係統學習，讀者將能夠勝任新一代高性能、高可靠性機械産品的設計、分析與製造工作，為迎接製造業的智能化挑戰做好充分準備。

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從教材的角度來看，這本書的習題設計似乎更側重於基礎概念的記憶和簡單迴路的繪製。比如，很多題目是要求畫齣特定邏輯功能的繼電器電路圖，或者計算一個簡單三相繞組的聯接方式。然而，對於需要進行係統集成和算法調試的讀者來說，這些練習的價值有限。我真正需要的是那些能引導我思考係統整體架構和優化策略的題目，例如，如何設計一個能根據生産節拍動態調整生産周期的控製程序，或者如何利用有限狀態機（FSM）來管理復雜生産流程中的狀態轉換，並確保在異常情況下能安全復位。如果書中能增加一些基於實際生産需求的、需要綜閤運用硬件選型、軟件編程和係統調試的綜閤性大題，對於提升讀者的工程實踐能力，無疑會是巨大的幫助。目前的習題設置，更像是對基礎知識點的簡單復習，缺乏對高階思維的激發。

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這本書的敘述風格偏嚮於傳統工程手冊的風格，邏輯清晰，但語言略顯乾燥，缺乏生動的案例來輔助理解抽象的概念。例如，在介紹步進電機驅動原理時，對微步進控製算法的數學推導和實際效果的對比分析不夠深入，僅僅停留在原理的描述上。我個人更傾嚮於那種能通過實際的實驗數據圖錶來佐證理論的講解方式，比如展示不同電流波形下電機的振動噪音變化麯綫，或者在不同負載階躍下係統誤差的收斂速度對比。此外，書中對故障排除的章節也顯得有些過於理想化，多是基於理想元件失效的假設，而對於實際生産綫中常見的電源波動、信號串擾或軟件邏輯死鎖等復雜的、多因素耦閤的故障場景，提供的排查思路較為單薄，缺乏實戰經驗的積纍和指導意義。這使得這本書更像是一本理論參考書，而非一綫工程師的“救急手冊”。

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這本書在關於人機界麵（HMI）的介紹部分，篇幅相對較短，且內容陳舊。它主要展示瞭早期的文本顯示器或基於簡單按鈕的麵闆設計，這與當前主流的觸摸屏和可視化監控係統的發展趨勢嚴重脫節。現代的工業控製係統極其依賴於直觀、高效的HMI來傳遞關鍵信息並接受操作指令。我期望看到的是關於圖形化設計原則的探討，比如如何利用色彩、布局和動畫效果來突齣關鍵報警信息，如何設計導航結構以減少操作員的誤操作率。同時，對於現代SCADA係統中的數據采集、曆史趨勢分析以及遠程診斷功能的介紹也近乎空白。這本書似乎停留在自動化係統的“執行層”描述，而未能深入到“信息層”和“決策層”的交互界麵設計，這使得它在麵嚮現代智能製造的需求時，顯得有些力不從心。

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我翻閱瞭這本書的目錄，發現它對各種傳感器和執行器的選型與接綫規範講解得比較詳盡，這對於初次接觸自動化設備安裝的工程師來說，無疑是一個很好的入門指南。比如，關於接近開關和光電傳感器的防乾擾措施、電磁閥的選型標準以及液壓和氣動係統的基礎迴路圖，都有清晰的圖示和文字說明。但是，當我嘗試尋找關於工業網絡通信協議的深入比較時，比如EtherCAT、PROFINET或Powerlink在實時性、帶寬和數據一緻性方麵的優劣勢分析，卻發現這部分內容非常簡略。我希望看到的是，如何在實際項目中根據不同的應用場景（例如，高速包裝綫與大型機床控製）來權衡選擇閤適的現場總綫，並附帶一些實際的報文結構分析或故障診斷案例。這本書似乎將重點放在瞭“硬連接”層麵，對於現代工業係統中日益重要的“軟通信”和信息集成方麵，似乎稍顯不足，使得整體的先進性略遜一籌。

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這本書的裝幀設計很樸素，封麵是那種經典的教科書風格，配色也比較沉穩，拿在手裏感覺很有分量。我本來是想找一本關於電機控製原理的深入探討，希望能看到一些關於不同類型電機在復雜工況下的動態特性分析，比如永磁同步電機在不同負載下的轉矩脈動抑製策略，或者異步電機在變頻器驅動下的諧波抑製技術。然而，這本書似乎把重點放在瞭更基礎的電路原理和繼電器控製的介紹上，對於現代電力電子器件的應用和控製算法的推演著墨不多。比如，對於IGBT模塊的選型、熱管理以及驅動電路的設計，書中隻是泛泛地提瞭一下，缺乏深入的工程實例和計算流程。我期待能看到一些關於高性能伺服係統設計中，如何通過先進的控製模型（如磁場定嚮控製或直接轉矩控製）來提升響應速度和精度，但這些內容在書中幾乎沒有涉及。整體來說，如果讀者對這方麵有相當的基礎，可能會覺得內容偏嚮初階，對於前沿技術的研究者來說，可能需要尋找其他更專業的參考資料。

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