具体描述
This book presents an overall view of the engineering world and explains how the technician and technologist fits into that world, stressing the importance of a good attitude and close attention to detail. Introduction to Engineering Technology, Seventh Edition also provides students with an opportunity to use the language and tools of the math-sciences, such as using an engineering calculator, understanding basic applied math (such as algebra and trigonometry, with emphasis on applied), and the value of good communication skills.
好的，这是一份关于一本名为《现代机械设计与制造原理》的图书简介，内容详实，旨在全面介绍该书的深度和广度，完全不涉及《Introduction to Engineering Technology》中的任何内容。 --- 《现代机械设计与制造原理》图书简介 深入理解驱动现代工业的基石 在当今快速迭代的技术时代，机械工程仍然是所有先进制造、能源、交通和航空航天领域不可或缺的核心驱动力。《现代机械设计与制造原理》是一部面向高年级本科生、研究生以及资深工程师的权威性著作，它以严谨的科学理论为基础，结合前沿的工程实践，系统地阐述了现代机械系统的设计理念、分析方法和先进制造技术。 本书并非简单地罗列公式和设计准则，而是致力于构建一个连贯的知识体系，使读者能够从宏观的系统功能需求出发，逐步深入到微观的材料行为和制造工艺控制，最终实现高效、可靠且可持续的工程解决方案。全书内容结构清晰，逻辑严密，旨在培养读者解决复杂工程问题的综合能力。 第一部分：机械设计理论的深度重构 本书的开篇部分聚焦于机械设计的基础理论，但采用了现代工程学的视角进行重构。我们摒弃了传统的、孤立的部件分析方法，转而强调系统集成和可靠性驱动的设计。 1. 载荷分析与失效预测的动态模型： 传统设计依赖静态的许用应力分析。本书则深入探讨了随机载荷场下的疲劳寿命预测。内容包括但不限于：随机过程理论在交变应力分析中的应用、多轴疲劳判据（如Smith-Watson-Topper模型在高周疲劳中的修正）、以及蠕变、应力松弛等高温/长时间服役条件下的材料响应建模。我们详细介绍了如何利用有限元分析（FEA）的后处理数据，结合概率密度函数（PDF）来量化设计裕度，而不仅仅是确定一个安全系数。 2. 机械系统动力学与振动控制： 机械系统的可靠性与动态稳定性密切相关。本部分详细阐述了多自由度系统的模态分析、参数识别技术，以及主动和被动减振降噪策略。重点内容包括：非线性振动（如摩擦阻尼、间隙碰撞）的数值求解方法、旋转机械的转子动力学（包括涡动、失衡、不对称刚度等影响）的平衡技术、以及基于状态空间方法的现代控制理论在机械系统阻尼优化中的应用。读者将学习如何设计出具有优异动态性能，同时能抑制特定频率共振的结构。 3. 现代润滑理论与摩擦学： 摩擦与磨损是机械系统效率和寿命的隐形杀手。本书全面覆盖了从宏观接触力学到微观表面化学的摩擦学全景。内容涵盖：弹性流体动力润滑（EHL）理论的精细计算、边界润滑条件下的界面化学反应、以及干摩擦/自润滑材料的性能评估。特别地，本部分深入探讨了先进的表面工程技术（如DLC涂层、氮化处理）如何从根本上改变接触界面的摩擦学行为，从而实现超低摩擦或高承载能力的结合。 第二部分：先进材料与制造工艺的集成 现代机械设计必须与先进制造工艺紧密结合。本书的后半部分，将重心转移到如何利用创新材料和数字化制造技术来提升产品性能和生产效率。 4. 工程材料的性能化选择与处理： 本书不再将材料视为固定参数，而是强调其“可设计性”。除了经典的金属、高分子和陶瓷材料外，我们重点介绍了复合材料的本构关系（如层合板理论CST、先进纤维增强聚合物的失效模式）以及增材制造（AM）材料的独特微观结构和各向异性问题。设计环节要求读者根据载荷特征（拉伸、压缩、剪切、冲击）和服役环境，进行全生命周期的材料选择，包括腐蚀、辐照和疲劳累积的预测。 5. 数控加工的高精度理论与实践： 本章深入探讨了切削加工过程中的物理模型。内容包括：切削力学的热-力-电耦合模型、刀具磨损的实时监测与补偿技术（基于声发射或功率信号分析）。特别关注于五轴及以上联动数控加工中复杂的运动学转换和误差补偿算法，以确保复杂曲面零件的尺寸精度和表面质量满足航空航天级的严苛要求。我们提供了如何优化刀具路径规划（TTP）以减少残余应力的方法。 6. 增材制造（AM）的设计、优化与后处理： 增材制造正在颠覆传统设计范式。本书详细分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属AM工艺的冶金机理，包括快速凝固过程中的枝晶生长、孔隙率的形成与控制。设计章节侧重于拓扑优化（Topology Optimization）在AM中的应用，指导读者如何利用软件生成的轻量化、仿生结构进行实际打印，并详细阐述了打印后的热等静压（HIP）和表面精加工对最终机械性能的关键影响。 7. 智能制造与系统集成： 未来的机械系统是信息物理融合的产物。本部分介绍了工业物联网（IIoT）在生产线上的部署，以及数字孪生（Digital Twin）的概念在机械设备预测性维护中的落地。读者将学习如何整合来自传感器、监测系统（如振动、温度、声学）的数据流，通过实时模型反馈来调整设备的工作参数，实现生产过程的自适应优化，从而将设计与制造、运维形成闭环。 结语 《现代机械设计与制造原理》旨在成为一本面向未来的工程手册。它不仅教授“如何做设计”，更致力于阐明“为什么这样设计是最好的”。通过对跨学科知识的深度整合，本书将确保读者能够驾驭下一代机械系统的复杂性和高要求，成为能够引领行业创新的工程人才。无论您是致力于开发下一代能源设备，还是专注于精密仪器和机器人技术，本书提供的理论深度和实践广度都将是您职业生涯中的重要资产。
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