具体描述
好的，这是一本关于现代机械设计与高级制造技术的深度探讨专著的简介，完全不涉及PLC、自动化或工业控制领域的内容。 --- 现代机械设计与高级制造技术：从概念到量产的系统工程 书籍定位： 本书旨在为机械工程、材料科学、精密制造领域的研究人员、高级工程师以及研究生提供一套全面、深入且具有前瞻性的知识体系。它聚焦于当前工业界最为前沿的机械结构设计理念、先进材料的应用、超精密加工方法以及数字化集成制造流程的构建，强调理论深度与工程实践的紧密结合。 核心内容概述： 本书分为五个主要部分，共十六章，系统地涵盖了现代机械系统从初始概念生成到最终产品实现的全生命周期关键技术。 第一部分：结构性能的理论基础与优化设计 本部分深入探讨了机械系统结构可靠性、刚度与动态响应的底层物理学原理，并引入了现代设计方法学。 第一章：高级结构动力学与振动控制 详细阐述了复杂多自由度系统的模态分析技术，超越了传统集中参数模型的局限。重点分析了非线性振动现象（如颤振、混沌行为）在高速精密设备中的影响及抑制策略。引入了主动、半主动及被动减振技术在机械结构中的集成应用，包括磁悬浮轴承与压电作动器的耦合控制在结构稳定性中的作用。讨论了冲击载荷下材料的本构关系演化及其对结构寿命的预测。 第二章：拓扑优化与仿生结构设计 本章聚焦于如何利用计算力学工具实现结构效率的最大化。系统介绍了基于密度的拓扑优化算法（SIMP、Level Set方法），并将其应用于轻量化与高刚度要求的结构设计。深入解析了仿生结构（如蜂窝结构、仿骨小梁结构）的设计原理，探讨了如何通过模拟自然界的高效承载机制来指导宏观和微观尺度的结构设计，实现材料性能的极致利用。 第三章：可靠性工程与寿命预测 超越传统的安全系数设计，本章侧重于概率性设计方法（Reliability-Based Design Optimization, RBDO）。讲解了疲劳裂纹的萌生与扩展的断裂力学模型（如Paris-Erdogan定律的修正形式），并引入了基于多尺度模拟的寿命预测框架。探讨了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的损伤累积模型，以及如何通过损伤容限设计原则提升关键承载部件的服役可靠性。 第二部分：先进材料在机械系统中的应用 本部分专注于新型功能材料和高性能结构材料的选择、表征及其在极端工况下的性能评估。 第四章：高性能工程陶瓷与复合材料 详细分析了碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）等工程陶瓷的微观结构与优异的耐磨、耐高温特性。重点讨论了纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂、陶瓷基复合材料C/SiC）的层合板理论（Classical Lamination Theory的扩展）及其在航空航天结构中的应用挑战，包括界面失效机制。 第五章：增材制造（AM）材料科学与性能调控 本章聚焦于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造工艺中的材料特性。分析了快速凝固过程中形成的特殊微观晶粒结构（如柱状晶、层状结构）对宏观力学性能（强度、韧性、各向异性）的影响。探讨了如何通过热处理和后加工来消除增材制造引入的残余应力和孔隙率，实现与传统锻件相当或更优的性能。 第六章：摩擦学与表面工程 深入研究机械部件间的接触、润滑与磨损机理。系统介绍了干摩擦、边界润滑和流体润滑状态的判定标准（Stribeck曲线的深化应用）。详细阐述了先进的表面改性技术，如等离子体喷涂、PVD/CVD薄膜沉积（如DLC涂层）的原理、膜层结构控制及其在降低摩擦系数、提高耐磨损能力方面的工程应用案例。 第三部分：超精密与微纳制造技术 本部分探讨了实现亚微米乃至纳米级精度制造所需的物理机制、工艺控制与测量手段。 第七章：超精密运动控制与误差源分析 超越传统的PID控制，本章引入了先进的反馈与前馈控制策略（如自适应控制、模型参考控制）在超精密定位平台中的应用。详细分析了热漂移、机床刚度波动、流体动力误差等在纳米级加工中的主导作用，并提出了相应的环境隔离与误差补偿技术。 第八章：特种加工方法：电火花与激光加工 系统回顾了电火花加工（EDM）中的电极材料选择、火花特性控制与槽深度均匀性。着重分析了皮秒和飞秒激光在材料去除、微结构表面构建中的优势，特别是针对难加工材料（如超硬合金、玻璃）的非热影响区（HAZ）控制技术。 第九章：微纳尺度结构制造 聚焦于微机电系统（MEMS）和微加工领域。讲解了光刻（Lithography）、干法刻蚀（RIE/DRIE）的技术细节与等效圆角控制。探讨了如何利用软光刻（Soft Lithography）和自组装技术，实现周期性微结构和纳米尺度的功能化表面构建。 第四部分：数字化制造与集成仿真 本部分关注如何利用先进的计算工具，实现从设计到制造的无缝连接与验证。 第十章：多物理场耦合仿真技术 本章强调现代机械设计必须采用耦合仿真方法。详细介绍了热-力耦合、流-固耦合（FSI）在旋转机械（如涡轮叶片）和流体驱动系统中的应用。探讨了如何利用有限元（FEM）和有限体积法（FVM）对复杂物理过程进行精确建模和求解。 第十一章：制造过程仿真与逆向工程 重点介绍铸造、锻压、冲压等塑性成形过程的有限元模拟（如DEFORM软件原理），用以优化模具设计、控制缺陷（如冷隔、应变集中）。讲解了基于3D扫描和点云处理的逆向工程流程，以及如何利用扫描数据对现有部件进行有限元模型的校核与修正。 第十二章：面向制造的设计（DFM）的量化评估 探讨了如何将制造约束和成本模型嵌入到设计迭代的早期阶段。引入了基于知识的系统（KBS）来自动检查设计参数是否满足特定加工工艺（如CNC铣削的刀具路径可行性、焊接残余应力控制标准）。 第五部分：先进传动与系统集成 本部分研究高精度、高功率密度传动机构的设计与优化。 第十三章：高速精密轴承与润滑系统 研究滚动轴承、静压轴承在超高速、高负载工况下的接触应力分布和寿命评估。深入分析了流体动压与静压轴承的设计参数（油楔效应、油膜刚度）对系统固有频率和阻尼特性的影响，并介绍了磁悬浮轴承的动态特性与状态监测。 第十四章：高精度齿轮传动系统 超越传统齿轮几何设计，本章侧重于误差对传动平稳性和噪声的影响。讲解了齿面接触的瞬态分析、齿轮的误差补偿技术（如齿形修形、轴倾斜补偿），以及在极端环境下的润滑剂选择与齿面接触疲劳寿命评估。 第十五章：机电一体化机构的集成设计 探讨了如何将功能单元（如传感器、驱动器、执行机构）合理地集成到机械主体结构中，以最小化系统复杂度和重量。关注无间隙驱动技术（如谐波减速器、准零刚度系统）在精密定位中的应用。 第十六章：系统集成与测试验证 介绍完整的系统级测试方案，包括模态测试、冲击响应测试和疲劳耐久性测试的标准流程。强调通过数字孪生（Digital Twin）模型对物理系统进行实时状态评估和性能预测的方法论。 --- 目标读者群体： 机械工程、材料工程、航空航天工程、精密仪器科学等相关专业的研究生及博士生。 从事高级机械设计、结构仿真分析、先进制造工艺开发的高级工程师。 致力于研发下一代高精度机床、航空结构件、生物医学器械或能源设备的技术人员。 本书的深度和广度，旨在培养读者从微观材料行为到宏观系统性能的跨尺度、多学科的系统工程思维能力。
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