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出版者:McGraw-Hill College

作者:Ullman, David G.

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2010

价格:147.35

装帧:

isbn号码:9780072975741

丛书系列:McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering

图书标签:

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• 制造业

《机械设计流程》是一部深入探讨机械工程核心领域的著作。本书旨在为读者提供一个全面而系统的框架，以应对现代机械产品开发过程中所面临的复杂挑战。它并非仅仅罗列技术细节，而是着重于揭示从概念萌生到最终产品实现的整个生命周期中的关键决策点、方法论以及实用工具。 本书的第一部分，将机械设计过程分解为一系列相互关联且循序渐进的阶段。首先，它强调了需求分析的至关重要性，阐述了如何有效地理解和定义产品的目标用户、功能要求、性能指标以及潜在的约束条件。这包括市场调研、用户访谈、技术可行性评估等一系列活动，旨在为后续的设计工作奠定坚实的基础，避免方向性错误。 接着，本书深入探讨了概念设计阶段。在这里，作者强调了创造性思维的重要性，并介绍了一系列发散和收敛思维的技巧，如头脑风暴、功能分解、类比创新等。读者将学会如何从多个角度出发，生成初步的设计方案，并通过初步的筛选和评估，选出最有潜力的概念。本书会详细介绍如何将抽象的概念转化为初步的形态和功能设想，并为进一步的详细设计指明方向。 进入详细设计阶段，本书的篇幅将集中于将选定的概念转化为具体的、可制造的设计。这包括几何建模、材料选择、应力分析、动力学仿真等关键环节。作者将引导读者理解不同设计约束如何影响决策，例如成本、制造工艺、可靠性、安全性以及环境影响。书中会详细阐述各种工程分析工具和软件的应用，以及如何解释和应用分析结果来优化设计。例如，在材料选择部分，本书会超越简单的列举，而是深入探讨不同材料的物理、化学和力学性能，以及它们在特定应用场景下的适用性，考虑其成本效益和可持续性。 在仿真与验证部分，本书着重强调了在实际制造之前，通过各种模拟手段来预测和评估设计的性能。这包括有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）、多体动力学仿真等。读者将学习如何设置仿真模型、选择合适的仿真参数，以及如何解读仿真结果。更重要的是，本书将强调仿真结果与物理测试的对比验证，以确保设计的准确性和可靠性。它会解释仿真并非万能，需要结合实际测试来弥补模型的局限性。 制造与装配是设计过程的重要落地环节。本书将探讨不同制造工艺的特点、优势和局限性，以及如何基于制造能力进行设计。这包括机械加工、钣金成型、注塑成型、3D打印等。此外，本书还会关注装配的便利性和效率，例如模块化设计、标准化零部件的应用，以及如何减少装配错误。作者会提示读者考虑“设计可制造性”（DFM）和“设计可装配性”（DFA）原则，这些原则在整个设计过程中都应被融入。 可靠性与安全性是机械设计中不可妥协的要素。本书会系统介绍各种提高产品可靠性和安全性的方法，如故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、安全系数的应用等。读者将学习如何识别潜在的失效模式，评估风险等级，并采取措施来预防故障和事故的发生。书中会通过实例来阐述这些方法的应用，让读者深刻理解风险评估和控制在产品全生命周期中的重要性。 在产品生命周期的后期，本书会触及维护、服务与报废等议题。它会探讨如何设计易于维护和维修的产品，以及如何考虑产品的生命周期成本。此外，本书还会关注产品的可持续性，包括能源效率、材料回收以及环境影响最小化等方面，引导读者思考“绿色设计”的理念。 贯穿全书的，是对于设计流程管理的强调。本书会介绍项目管理的基本原则，如何制定设计计划、分配资源、管理进度以及进行团队协作。它还会讨论设计评审的重要性，以及如何通过有效的沟通和反馈来不断改进设计。本书会强调迭代思维的重要性，指出设计并非一次性完成，而是通过不断的循环往复来达到最优解。 本书的目标读者广泛，涵盖了机械工程专业的学生、初级工程师，以及有经验的设计师、产品经理和技术管理者。无论读者是希望系统学习机械设计理论，还是寻求解决实际设计难题的方法，都能从中获得宝贵的知识和启示。《机械设计流程》将成为一本指导读者从概念到成品，高效、创新且负责任地完成机械产品开发的重要参考。它不仅仅是关于“做什么”，更是关于“如何做得更好”，从而推动机械工程领域的进步。

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这本书的行文风格，有一种独特的、近乎哲学思辨的魅力，尤其是在探讨“创新与约束”的关系时。作者并没有简单地将设计过程描述成一条直线，而是将其描绘成一个在无数矛盾约束之间不断寻找动态平衡的舞蹈。他花了不少篇幅讨论了设计中的“美学因素”与“工程效率”之间的张力。他认为，真正伟大的机械设计，一定是这两者完美结合的产物，缺一不可。这种超越纯粹功能性的探讨，让这本书的层次得到了提升。此外，作者在关于“设计文档与知识传承”的部分也提出了极具前瞻性的见解，他强调设计记录不仅仅是向制造部门传递信息，更是对未来维护团队的一种责任，并提供了一套关于如何构建可追溯性设计档案的最佳实践。这本书的整体阅读体验是厚重的，需要投入时间和精力去消化，但它所提供的不仅仅是知识，更是一种指导未来数十年工程实践的思维框架，是值得反复研读的案头工具书。

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这本书的封面设计，坦白地说，第一眼看上去并没有给我留下多么深刻的印象。那种略显陈旧的、以技术图纸为背景的排版，让人联想到上世纪八九十年代的工程学教科书。我原本期待的是一些更具现代感、更能体现“设计过程”动态性的视觉元素，比如一些流线型的产品渲染图，或者代表迭代思维的流程图符号。然而，打开内页后，情况有了显著改观。文字的组织逻辑清晰得惊人，作者似乎有一种近乎强迫症般的系统性，将一个庞大而复杂的机械设计流程，拆解成了若干个可以被精确量化和操作的模块。尤其是关于“需求捕获与规格定义”那一章节，作者没有停留在空泛的理论层面，而是深入到与客户沟通时的具体技巧，甚至列出了不同类型客户可能隐藏的真实需求模式，这对于初入职场的工程师来说，简直是宝贵的实战指南。我特别欣赏其中引入的风险分析矩阵，它不仅仅是评估技术可行性，更将“时间表延误”和“成本超支”这些商业现实因素纳入了设计考量范围，体现出一种全面的、不偏废任何一方的工程思维。这本书的价值，不在于华丽的辞藻，而在于其近乎手术刀般精确的步骤拆解，让原本晦涩难懂的设计哲学，变得触手可及。

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读完关于材料选择和制造约束的部分，我最大的感受是作者对工程实践的深刻理解，这绝非是纸上谈兵的理论家能写出来的。他并没有简单罗列各种合金的性能参数，而是用大量的案例来对比不同制造工艺（比如CNC加工、注塑成型、钣金冲压）对最终产品成本和精度的决定性影响。举个例子，在讨论公差配合时，作者非常犀利地指出了一个行业内的普遍误区：过度追求高精度公差，往往是项目失败的第一步。他详细阐述了如何利用“功能性公差分析”来平衡可靠性与制造成本，强调了“足够好”才是最优解的理念。我甚至在书里找到了一份关于不同表面处理工艺（如阳极氧化、电镀、喷粉）在不同环境下的长期耐久性对比表格，这份表格的详实程度，让我省去了自己去查阅大量标准手册的时间。对我个人而言，这本书成功地建立了一种“设计即权衡”的哲学观，它强迫你站在生产车间的角度去审视每一个设计决策，而不是沉溺于CAD模型的美观性。这让我的设计思维从“我能做什么”转变为“我应该做什么”。

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这本书的叙事节奏，非常具有一种老派学者的沉稳和严谨。它不急于展示那些令人眼花缭乱的最新仿真软件界面或者AI辅助设计工具，而是将重点放在了那些“永恒不变”的设计原理之上——比如几何约束、载荷传递路径的优化，以及疲劳寿命的预估。这种对基础理论的坚守，使得内容具有极强的生命力，不会因为技术的快速迭代而迅速过时。特别是关于结构优化那一章，作者非常细致地讲解了有限元分析（FEA）在设计迭代早期的正确应用方式。他反复强调，FEA的结果是用来“指导”而非“决定”设计，并提供了一套清晰的步骤来识别和排除仿真模型中的常见错误输入，例如网格划分不当或边界条件设定过于理想化。这种对工具使用陷阱的警示，远比单纯教授软件操作更为宝贵。对于那些已经掌握了CAD/CAE基础，但总在实际项目中遇到瓶颈的工程师来说，这本书就像是一位经验丰富的老导师，用平实无华的语言，揭示了从“能用”到“可靠”之间的那道鸿沟究竟由什么构成。

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如果非要用一个词来概括这本书给我留下的印象，那一定是“可操作性”。它不像许多学术著作那样，将设计方法论包裹在晦涩的数学公式之中，而是像一本高级版的“工具箱使用说明书”。我尤其赞赏作者对于“设计评审”环节的系统化构建。他不仅定义了不同阶段（概念评审、初步设计评审、关键设计评审）应该关注的重点指标，甚至提供了一套标准化的评审清单模板。这些清单非常具体，例如在初步设计评审时，必须确认热设计方案是否已与散热路径初步确定，而不是等到制造阶段才发现元件过热。这种前置性的、预防性思维的植入，极大地减少了后期返工的几率。阅读过程中，我发现自己不断地在思考：“我上一个项目是不是忽略了这一点？”它成功地将“设计”从一个孤立的创意过程，提升到了一个受控的项目管理环节。这种将流程、工具和人类认知偏差都纳入考量的深度，确实让人印象深刻。

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能让人产生系统的机械设计思维，同时告诉你实现的工具。

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一直觉得，能把思维模式或者行为模式，写成一个完整体系是件不需要太多智力但需要很大程度耐心细心的活动……实际上书里这些完整地走过一个产品生命周期就可以了然于胸了吧。Open-Do-Implement-Produce-Sell-Close…当然，比起这些我更看重DFMA，同样有一定的套路，但Process真是没什么好深挖的。

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能让人产生系统的机械设计思维，同时告诉你实现的工具。

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《机械设计过程》，《机械设计实践》、《面向制造与装配的产品设计》、《面向制造与装配的产品设计指南》、《面向制造及装配的产品设计Geoffrey Boothroyd版》本质都是介绍如何机械设计的书，避开国内西工大的传统的机械设计，多讲述一些怎么做（HOW），其中日本的书-《机械设计实践》是所有里面思想最为宝贵的，DFMA的三本书其实差不多，可以相互补充。《机械设计过程》就更为繁琐一些，当然与日本的书结合起来最好了。

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能让人产生系统的机械设计思维，同时告诉你实现的工具。