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出版者:高等教育出版社

作者:周绍敏

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2009-1

价格:10.40元

装帧:

isbn号码:9787040065404

丛书系列:

图书标签:

• 电工基础
• 电路原理
• 电气技术
• 基础教育
• 职业教育
• 电力系统
• 电子技术
• 电工技能
• 理论学习
• 实践操作

《现代机械设计与制造技术》 图书简介 第一部分：机械设计理论的深化与拓展 本书旨在为工程技术人员和高年级本科生提供一个全面、深入的机械设计理论体系。我们不再满足于传统的静力学和疲劳分析，而是着重于引入前沿的计算方法与现代设计理念。 1. 材料力学与结构可靠性评估的革新： 本章节详尽阐述了非常规材料，如高性能复合材料（碳纤维增强树脂基复合材料、陶瓷基复合材料）在复杂应力状态下的本构关系。重点剖析了微观结构对宏观力学性能的影响，特别是晶界工程和界面反应在提高材料承载能力中的作用。引入了概率疲劳设计理论，超越了传统的确定性安全系数法，通过引入损伤容限分析（Damage Tolerance Analysis, DTA）和寿命预测模型（如Paris-Erdogan模型在非线性断裂力学中的应用），实现对结构在长期服役中的可靠性进行精确的量化评估。此外，对增材制造（3D打印）材料的各向异性力学行为进行了专题研究，为直接从设计模型到成品零件的无缝过渡提供理论支撑。 2. 高级动力学与振动控制： 本部分将动力学分析提升至多体系统与非线性振动的研究层面。详细讲解了拉格朗日方程和哈密顿原理在复杂机械系统（如多自由度机器人、高速转子系统）建模中的应用。针对机械系统中的非线性动力学现象，如振动与颤振、混沌现象，提供了先进的分析工具，包括庞加莱截面法和分岔图分析。在振动控制方面，系统介绍了主动隔振技术（如磁悬浮轴承系统、压电作动器控制）和智能材料在阻尼优化中的应用，旨在实现超高精度运动控制和极端工况下的结构稳定性。 3. 优化设计方法与拓扑结构生成： 传统的设计流程常常是迭代且低效的。本章集中探讨了以计算机辅助优化为核心的设计范式。深入解析了变分法、伴随法（Adjoint Method）在灵敏度分析中的应用，显著加速了设计迭代过程。重点介绍了一种前沿的结构生成技术——拓扑优化（Topology Optimization），包括密度法（SIMP）、水平集法（Level Set Method）及其在轻量化设计和刚度最大化中的实际案例。探讨了多目标优化（如刚度、重量、成本）的Pareto前沿搜索算法，指导工程师在相互冲突的设计需求之间做出最佳权衡。 第二部分：现代制造工艺与系统集成 本部分聚焦于如何将先进的设计理念转化为高精度、高效率的实体产品，强调数字化制造与柔性化生产线的集成。 4. 先进加工技术与表面工程： 本章超越了传统的切削加工，深入探讨了微纳加工技术和非传统加工方法。对电火花加工（EDM）、激光熔覆（Laser Cladding）和超精密磨削的机理、工艺参数控制及其对工件表面完整性的影响进行了详尽的分析。特别关注了表面完整性，包括残余应力分布、表面粗糙度（参数的统计学描述）与摩擦学性能（磨损机理、润滑理论）之间的内在联系，为提高零件的耐磨损和抗疲劳性能提供了工艺基础。 5. 增材制造（AM）的深化研究： 本书对增材制造技术进行了深入的系统性阐述，不局限于设备操作。首先，细致对比了金属粉末床熔融（PBF）与定向能量沉积（DED）技术的冶金学过程，包括熔池的流动稳定性、晶粒的快速凝固行为及其对缺陷（如孔隙率、未熔合）的控制。其次，探讨了AM过程中的热历史建模，利用有限元方法预测制造过程中产生的残余应力及其释放机制。最后，讨论了后处理技术（如热等静压HIP）对改善AM零件宏观力学性能的关键作用。 6. 数字化车间与智能制造系统： 本部分描绘了未来工厂的蓝图。系统介绍了工业物联网（IIoT）在机械制造中的集成，包括传感器技术、数据采集与处理架构。详细阐述了计算机辅助制造（CAM）的高级功能，如多轴联动加工的刀具路径规划与碰撞检测算法。着重讲解了制造过程的实时监控与反馈控制，利用传感器数据实时调整机床参数，以补偿刀具磨损和热漂移误差，实现“自适应制造”。对离线编程（Offline Programming, OLP）和机器人协同作业的调度优化算法进行了深入分析。 第三部分：机电耦合与系统控制 本部分探讨了机械系统如何与电子、信息技术深度融合，实现智能化与自主化。 7. 机电系统建模与仿真： 本章采用多物理场耦合的视角来分析现代机械设备。详细介绍了有限元法（FEM）与计算流体力学（CFD）在耦合分析中的应用，例如，分析流体动力对高速旋转轴承的影响（流固耦合，FSI）。着重讲解了机电系统（如伺服驱动器、传感器反馈回路）的动态建模，利用Simulink等工具对复杂的机电一体化系统进行集成仿真，评估瞬态响应和系统稳定性。 8. 先进驱动与控制技术： 本书详细考察了现代驱动技术，包括永磁同步电机（PMSM）的高性能控制策略（如磁场定向控制FOC）。在控制理论方面，超越了传统的PID控制，深入讲解了鲁棒控制、自适应控制在处理系统不确定性和外部扰动时的优势。特别对模糊逻辑控制和模型预测控制（MPC）在复杂机械臂轨迹跟踪和过程优化中的应用进行了案例分析，强调了预测能力对提高系统性能的价值。 9. 故障诊断与预测性维护（PHM）： 本部分是现代设备管理的核心。系统梳理了基于信号处理的故障诊断技术，如傅里叶变换、小波分析在机器振动信号特征提取中的应用。重点介绍基于机器学习和深度学习的方法，利用历史运行数据训练分类器和回归模型，实现对早期故障的精确识别。探讨了剩余使用寿命（RUL）的预测模型构建，以及如何将诊断结果无缝集成到企业资源规划（ERP）系统中，以实现真正意义上的预测性维护，最大化设备稼动率。 总结： 本书结构严谨，理论与实践并重，旨在培养具备跨学科知识的复合型高级机械工程师，使其能够驾驭从材料选择、结构设计到先进制造和智能控制的完整工程链条。

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我以一个有多年电子产品维修经验的技工的视角来看待这本《电工基础》，最大的感受就是它对实际应用场景的描绘严重不足。书中充斥着大量理想化的数学模型和抽象的电路分析，比如关于交流电波形失真的讨论，理论上说得头头是道，但很少结合实际工作中小到电缆老化、大到变压器负载不均时会出现的具体表现和处理方法。我们日常维修中遇到的问题往往是非线性的、受环境影响极大的，这本书却仿佛生活在一个真空的实验室里。我期待看到更多关于故障排查的“经验之谈”或者说是“野路子”的窍门，哪怕是关于如何安全快速地判断某段线路是否带电的实用技巧，书里也吝啬得紧。它更像是一本给研究生写的理论教材，而非给一线工人准备的工具书。读完后，我感觉自己对欧姆定律的理解加深了，但面对一个实际的控制柜，我依然不知道从哪里下手去测量和定位那个烧毁的继电器，知识和实操之间存在着巨大的鸿沟。

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从一个对电气安全有极高要求的专业人员的角度来看，这本《电工基础》在强调安全规范方面的力度远远不够，甚至是有些麻痹大意的。书中虽然提到了触电的危害，但对具体的安全操作规程（如“先拉闸后验电”、“五防要求”的细化解读）描述得过于笼统和官方化，缺乏实际案例的警示作用。比如，书中对动火作业、高空带电作业的风险评估流程介绍得不够细致，没有足够的篇幅去分析常见违章操作导致事故的具体连锁反应。我更希望看到的是详细的事故分析报告，用血淋淋的教训来教育读者，而不是仅仅罗列几条规章制度。此外，对于新型的保护装置，比如漏电保护断路器（GFCI）和剩余电流动作保护装置（RCD）的工作原理和选择标准，这本书的处理也显得力不从心，没有充分说明在不同环境（潮湿、粉尘）下如何正确选型。总而言之，它在培养读者的“敬畏之心”和细致入微的操作习惯方面，做得远远不够，存在潜在的安全隐患。

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这本书的排版和插图设计简直是上个世纪的产物，我怀疑它是不是直接复印了十几年前的老版本。图示模糊不清，很多电路图中的元件符号画得极其潦草，像是用圆珠笔随便勾勒出来的，初学者根本无法准确分辨电阻、电容还是电感。更别提那些所谓的“高清”的实物接线图，黑乎乎的一团，线缆交织在一起，根本看不出哪个是火线哪个是零线，照着这样的图纸去接线，简直是在玩命。而且，书中对一些关键概念的解释采用了非常古老晦涩的表达方式，明明可以用现代简洁的语言描述清楚，却偏偏要绕上好几圈，让人看得昏昏欲睡。举个例子，关于三相电平衡的描述，用了好几段拗口的文字来解释矢量合成，如果能用一个简单的动态图或类比来阐述，效果会立竿见影。总而言之，这本教材在视觉传达和信息呈现上，急需一次彻底的现代化大手术，否则，它对当代读者的吸引力和实用性都将大打折扣。

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让我这个业余的无线电爱好者来评价一下《电工基础》，我发现它对高频特性和电磁兼容性（EMC）的处理简直是避重就轻，几乎可以忽略不计。虽然名字叫“电工基础”，但现代的电气系统，哪怕是简单的家用电器，也无法完全脱离高频干扰和辐射的影响。这本书的重点似乎完全锁定在了低频直流和工频交流的稳态分析上。对于电磁屏蔽的基本原理、接地设计对信号完整性的影响，这些在现代电子设备中至关重要的问题，书中几乎没有涉猎，或者只是在最后的附录里寥寥数语带过。这意味着，如果你想利用这本书构建一个相对“干净”的电路环境，或者理解为什么你的设备会无故产生噪音，这本书给不了你任何有效的指导。它描绘的电世界是一个“理想且安静”的空间，与我们日常接触到的充满各种电磁噪声的真实世界相去甚远，作为一本基础读物，其知识体系显得过于片面和滞后了。

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这本《电工基础》真是让我这个初学者摸不着头脑，本来以为能从中找到点门道，结果发现内容组织得像一团乱麻。书里充斥着大量我完全无法理解的专业术语，比如什么“阻抗匹配”、“无功功率补偿”，讲解起来却是蜻蜓点水，根本没深入。读起来感觉作者好像默认你已经是个入门的行家，可以直接跳过基础概念直奔高深理论，这对于想从零开始系统学习的人来说简直是灾难。更要命的是，书中的例题和习题简直是天马行空，有时候看着题目，我甚至怀疑这和前面章节讲的内容有半毛钱关系？答案解析更是敷衍了事，很多步骤直接跳过，留下一脸懵的我对着一堆公式发呆。我花了不少时间去网上搜索补充材料，才勉强理解其中几个章节的皮毛，这本书对于基础知识的夯实作用几乎为零，更像是一本为专业人士准备的参考手册，而非入门教材。如果想通过这本书真正掌握电工的基础知识，恐怕需要付出比预想多出十倍的努力，而且效果还未必理想，实在是让人倍感挫败。

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