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页数:171

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出版时间:2010-7

价格:12.00元

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isbn号码:9787122084552

丛书系列:

图书标签:

• 钣金
• 金属加工
• 机械制造
• 工业技术
• 手工艺
• 职业技能
• DIY
• 维修
• 金属材料
• 制造工艺

机械工程基础理论与实践 本书聚焦于现代机械工程领域的核心原理与应用，旨在为工程技术人员、科研人员以及相关专业学生提供一套系统、深入且极具实践指导价值的学习资源。全书内容涵盖了从基础的材料科学到复杂的系统设计与制造的全流程，力求构建一个完整的知识体系，助力读者在瞬息万变的工业环境中保持技术前沿性。 第一部分：工程材料的微观结构与宏观性能 本部分深入探讨了构成现代机械系统的基石——工程材料。我们首先从原子和晶体结构的角度解析了金属、高分子材料、陶瓷及其复合材料的内在联系。不同材料在受力、温度变化及化学环境影响下的行为模式被详尽阐述。 金属材料的相变与热处理： 重点解析了铁碳合金（如钢和铸铁）的冷却曲线、相图（如Fe-Fe3C平衡图）及其在实际生产中的应用。热处理技术，包括退火、正火、淬火、回火以及表面硬化处理（如渗碳、氮化），被赋予了详尽的工艺流程图和微观结构变化分析，强调了热处理对机械性能（如强度、硬度、韧性）的决定性影响。 高分子与复合材料基础： 介绍了聚合物的分子链结构、粘弹性和老化现象。对于先进复合材料，如碳纤维增强环氧树脂（CFRP）和玻璃纤维增强塑料（GFRP），本书详细讨论了纤维与基体的界面结合机制，以及它们在各向异性加载下的应力应变响应。 材料的腐蚀与防护： 系统分析了电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）和氢致脆化等常见失效模式。防护技术部分涵盖了阴极保护、缓蚀剂应用、表面涂层技术（如电镀、热喷涂）的原理与工程选择标准。 第二部分：机械设计中的理论力学与结构分析 本部分是机械设计与分析的理论核心，强调严谨的数学模型和可靠的工程近似。 静力学与结构平衡： 重新审视了刚体平衡的基本原理，并将其扩展至桁架、框架结构和受压杆件的稳定性分析。欧拉公式和容许载荷的确定方法被详细推导和论证。 材料力学（固体力学）： 深入讲解了应力、应变的概念，包括二维和三维应力状态下的应力转换（莫尔圆的应用）。重点突破了材料的屈服准则（如冯·米塞斯准则），以及疲劳损伤理论（S-N曲线、Miner准则）在零部件寿命预测中的应用。断裂力学部分引入了线弹性断裂力学（Griffith理论、应力强度因子$K_I$）和弹塑性断裂的概念，用以评估裂纹扩展风险。 动力学与振动分析： 分析了单自由度和多自由度系统的自由振动与受迫振动响应。阻尼理论（粘性阻尼、库仑阻尼）在抑制机械振动中的作用被量化。本书特别关注了旋转机械的不平衡激励和涡动现象，并介绍了主动和被动减振措施的设计方法。 第三部分：机械零部件的设计与计算 本部分是连接理论与实际制造的关键桥梁，详细指导了关键标准件和传动机构的优化设计。 连接件设计： 螺纹连接的预紧力计算、疲劳寿命评估及防松措施（如锁紧螺母、胶粘剂）的工程选择。铆接和焊接连接的强度校核，特别是对焊接接头的内部缺陷敏感性的讨论。 轴类零件的设计： 依据静强度、疲劳强度和刚度要求，对轴的尺寸和形状进行优化设计。转折处的应力集中系数和圆角半径的选取标准被精确量化。 滚动轴承与滑动轴承： 轴承的静载和动载能力计算（基于L10寿命标准）。润滑理论在轴承设计中的核心地位，包括边界润滑、流体润滑区（Stribeck曲线的实际应用），以及润滑脂和润滑油的选择指南。 齿轮传动系统： 阐述了正变位、变位齿轮的生成原理及啮合几何特性。正齿轮、斜齿轮、人字齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度计算，以及齿面接触应力的校核。介绍了齿轮箱的布局、润滑和冷却设计。 摩擦与制动系统： 深入分析了摩擦的微观机理，以及摩擦系数的动态变化规律。阐述了不同类型制动器（盘式、鼓式）的热平衡、能量吸收能力和制动效能的计算方法。 第四部分：制造工艺与数字化制造基础 本部分聚焦于如何将设计转化为高质量、高效率的物理产品，强调现代制造技术与信息技术的融合。 切削加工原理与优化： 详细分析了车削、铣削、钻削等基本加工过程中的切削力、切削热和刀具磨损机制。介绍了先进刀具材料（如PCD、硬质合金涂层）的应用特点。特别探讨了表面完整性（粗糙度、残余应力）对零件性能的影响。 成形工艺： 涵盖了锻压（热模锻、冷镦）、冲压（拉深、弯曲）和铸造（砂型、金属型）的基本原理。对不同成形方法的材料塑性流动限制和缺陷控制进行了深入对比。 增材制造（3D打印）技术： 重点介绍了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的工作流程。分析了增材制造件的微观结构特征（如柱状晶、孔隙率）与传统制造件的差异，以及如何针对增材制造进行结构优化设计（Topology Optimization）。 计算机辅助制造（CAM）基础： 介绍了数控（NC）编程的基本逻辑和G/M代码的结构。探讨了五轴联动加工、高速加工（HSM）的技术要点和路径规划策略，旨在提高复杂曲面加工的精度与效率。 第五部分：现代机械系统集成与可靠性工程 本书的最后一部分将目光投向系统层面，关注如何确保复杂机械系统长期稳定运行。 机械系统的动态建模： 使用拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程对多体动力学系统（如机器人、自动化生产线）进行建模，并讨论了数值求解方法。 故障诊断与预测性维护（PdM）： 介绍基于传感器技术（如加速度计、声发射）的故障信号采集。讲解了快速傅里叶变换（FFT）在周期性故障特征提取中的应用。重点介绍了基于状态监测数据的剩余使用寿命（RUL）预测模型。 可靠性、可用性与可维护性（RAMS）： 阐述了威布尔分布在系统寿命分析中的应用。系统可靠性框图的构建与冗余设计对整体系统可靠性的提升作用。 本书的特点在于其高度的工程导向性，每一章的理论推导后都紧跟着大量的工程实例和案例分析，数据来源于工业标准（如ISO、AGMA）和实际测试结果，确保了知识体系的前沿性、系统性和极强的可操作性。

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