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出版者:机械工业出版社

作者:刘大维 编

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2004-3

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111139225

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现代机械设计原理与应用 书籍简介 本书旨在为读者系统、深入地介绍现代机械设计领域的核心理论、关键技术以及工程实践中的应用方法。内容涵盖了从材料选择、结构分析到动态性能评估的全过程，力求构建一个理论与实践紧密结合的学习体系。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在培养读者扎实的机械设计基础和解决复杂工程问题的能力。 第一部分：机械设计基础理论与方法 第一章：工程材料的科学与选择 本章深入探讨了现代机械设计中常用的工程材料的微观结构、力学性能、物理特性及化学稳定性。详细分析了钢铁、有色金属、高分子材料以及先进复合材料在不同载荷、温度和环境条件下的行为表现。重点讲解了材料的疲劳、蠕变、断裂韧性等关键性能指标，并介绍了如何依据设计要求和成本效益进行科学的材料选择。内容包括材料的性能测试方法、热处理工艺对材料性能的影响，以及在极端工况下材料失效的预防措施。 第二章：机械传动系统的设计与优化 本章聚焦于机械动力传输的核心部件。首先，对齿轮传动进行了详尽的分析，包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的几何设计、强度校核（齿根弯曲强度与接触疲劳强度）以及润滑理论。随后，深入探讨了带传动和链传动的动态特性、拉伸与疲劳分析，以及如何根据具体工况确定传动比和中心距。轴的设计与校核是本章的重点，涵盖了静力学、强度、刚度和临界转速的计算，并引入了现代有限元方法在轴系扭转和弯曲分析中的应用。 第三章：机械连接件与装配技术 本章详细阐述了永久性连接（如焊接、铆接）和可拆卸连接（如螺纹连接、键连接、销连接）的设计规范与计算方法。螺纹连接的预紧力计算、防松动技术是本章的难点与重点，结合实际应用场景讨论了不同类型螺栓和紧固件的选择。对于静连接，详细分析了不同焊缝形式的受力特点、疲劳寿命评估，以及无损检测技术在质量控制中的应用。 第四章：滑动与滚动轴承技术 轴承是机械运动平稳性的关键。本章系统介绍了滚动轴承的结构分类、承载能力计算、寿命评估（基于ISO标准）和润滑油膜理论。对于滑动轴承，深入探讨了静压润滑和动压润滑的流体力学原理，油楔的形成与稳定，以及轴承材料的摩擦与磨损特性。本章还包括了新型自润滑轴承和磁悬浮轴承在高速、高精度设备中的应用前景。 第二部分：高级分析与现代工程实践 第五章：机械系统的动力学分析 本章将机械设计提升到系统动力学的层面。从单自由度、多自由度系统的振动理论出发，推导了系统的固有频率和模态。重点讲解了受迫振动的分析、共振现象的危害及抑制措施，如隔振器的选择与设计。随后，引入了非线性动力学概念，如冲击载荷下的响应分析，以及旋转机械的动力学平衡技术，确保高速运转部件的平稳性与可靠性。 第六章：机械结构的有限元分析（FEA） 有限元方法是现代工程分析的基石。本章侧重于结构设计人员如何高效运用FEA工具。内容包括网格划分的质量控制、单元类型的选择（梁单元、壳单元、实体单元）、边界条件的施加和结果的后处理。重点讲解了线性静力学分析、屈曲分析、热应力分析以及模态分析的原理和实际操作流程，强调了验证与校核的重要性，以避免过度设计或设计不足。 第七章：摩擦、磨损与润滑工程 本章系统研究机械运动中的能量损失与部件寿命限制因素。深入探讨了摩擦的微观机理，接触斑点的形成与剪切力。磨损的五种主要类型（磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损等）的特征与预防。润滑理论部分，详细阐述了润滑剂的粘度特性、边界润滑、流体润滑的定量模型，并结合实际应用，讨论了复杂工况（如极端温度、高真空）下的密封技术与润滑系统设计。 第八章：可靠性、安全性与寿命设计 现代机械设计必须以可靠性为核心。本章介绍了可靠性工程的基本概念，如失效率函数、平均故障间隔时间（MTBF）。系统讲解了基于威布尔分布的寿命预测方法，以及如何通过冗余设计和故障树分析（FTA）来提高系统可靠性。安全性设计部分，结合国家和行业标准，探讨了失效模式与影响分析（FMEA）在设计阶段的应用，旨在从源头上消除潜在的危险。 第三部分：系统集成与前沿技术 第九章：机电一体化系统集成设计 随着智能制造的发展，机械系统与电子控制的集成日益紧密。本章探讨了伺服驱动、传感器集成、执行器选型在现代机械设备中的应用。重点分析了反馈控制回路对机械运动精度和响应速度的影响。内容涵盖了步进电机与伺服电机的选型依据、编码器/传感器的精度与安装要求，以及电磁兼容性（EMC）在系统设计中的考虑。 第十章：数字化设计与先进制造技术 本章面向工业4.0时代，介绍数字化工具对机械设计流程的革新。详细讲解了参数化建模、面向特征的设计（FBD）和虚拟样机（VM）技术。在制造方面，深入分析了增材制造（3D打印）技术对复杂结构设计的影响，如拓扑优化结构的应用。同时，讨论了数字孪生在机械系统性能预测与状态监测中的集成方法。 结论与展望 本书总结了机械设计从传统经验导向向科学分析导向转变的历程，并展望了未来机械工程师在可持续设计、智能维护和极端环境工程中的新机遇与挑战。 --- 目标读者群： 本科高年级学生、研究生，以及从事机械产品设计、研发、工艺管理及技术服务工作的工程技术人员。通过本书的学习，读者将能够独立完成复杂机械系统的概念设计、详细设计、性能分析及优化工作。

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**评价一：** 拿到这本《机械设计基础》，说实话，我对它的期望值是相当高的，毕竟市面上关于基础理论的书籍汗牛充栋，能脱颖而出的总得有点真本事。然而，阅读过程中，我发现作者在讲解一些核心概念时，比如应力集中和疲劳强度，处理得略显保守和刻板。书中的图示虽然清晰，但大多是教科书式的标准模型，对于实际工程中那些错综复杂、充满非标准化的结构件的分析，显得力不从心。我特别希望看到更多结合了现代仿真软件（如Abaqus或ANSYS）的案例分析，哪怕只是一个简短的流程介绍，也能极大地拓宽读者的视野，将理论与实践的鸿沟拉得更近一些。当前的内容更像是对上世纪中后期工程教育体系的忠实复刻，对于处于数字化浪潮中的新一代工程师来说，缺乏那种“即插即用”的实战感。希望后续修订版能在“为什么这么设计”的哲学思考上多下功夫，而不仅仅停留在“应该这么计算”的层面。整体来说，作为一本入门教材尚可，但若想成为指导工程师解决实际问题的工具书，还有很长的路要走。

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**评价二：** 翻开这本《电磁场与电磁波》，我立刻被其排版和术语的精准性所吸引。作者在麦克斯韦方程组的推导上，采取了一种非常严谨的数学物理方法，这对于深入理解场论的本质非常有帮助。然而，这种深度也带来了一个潜在的问题：对于初次接触这门学科的本科生而言，门槛可能过高。书中对矢量微积分和复变函数的预备知识要求很高，如果读者在数学基础部分稍有懈怠，很容易在推导过程中迷失方向，导致对物理图像的理解停滞不前。我个人更倾向于一种“先建立直觉，再进行严谨推导”的教学路径。例如，在讲解坡印亭矢量时，如果能穿插更多关于能量流动的空间直观图示，而不是仅仅依赖纯粹的向量代数运算，相信会有助于巩固概念。另外，书中的习题设计偏向于理论证明，缺乏一些与现代通信系统、微波工程实际应用挂钩的题目，这使得学习的驱动力略显不足，让人感觉像是在进行一场纯粹的智力体操，而不是在为未来的工程应用打基础。

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**评价四：** 这本《自动控制原理》的书籍，着重强调了经典控制理论，特别是频域分析方法的详尽阐述。作者对奈奎斯特图和波德图的绘制技巧讲解得极为细致，步骤清晰，对于准备通过传统考试的学生来说，无疑是一份宝贵的秘籍。然而，当我尝试将这些理论应用于现代复杂系统，比如非线性控制或先进的状态空间方法时，我发现这本书几乎没有涉及。整本书仿佛被定格在了上个世纪八十年代的工程范式中。现代控制，如最优控制、鲁棒控制等，才是解决当前航空航天和精密制造问题的利器，但在这本书里，它们仅仅被一笔带过，如同蜻蜓点水。我期望的控制原理书籍，应该是一种“桥梁”，能够平稳地将学生从经典的传递函数模型过渡到更具普适性的状态变量模型，并适当地引入数字控制器的设计理念。现在的版本更像是一个精美的历史博物馆，展示了辉煌的过去，却对眼前的未来轻描淡写，令人感到有些许失落。

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**评价五：** 阅读这本《热力学与统计物理学》的过程，简直是一场与抽象数学符号的艰苦搏斗。作者的逻辑链条极其紧密，从第一定律到熵的统计解释，每一步推导都无懈可击，体现了理论物理学家对逻辑完备性的极致追求。但是，这种极致的严谨性，是以牺牲读者的直观理解为代价的。例如，在解释玻尔兹曼熵公式 $S=kln W$ 时，书中更多的是数学的论证，而非对“微观状态数”这一概念的生动描述。我期待的不仅仅是知道公式是什么，而是能感受到热力学第二定律的不可逆性是如何由概率和统计涨落中涌现出来的。这本书更像是一本为物理专业高年级学生准备的参考书，对于跨学科（比如化学工程或环境科学）的读者来说，书中大量的纯理论推导显得过于冗长和晦涩，缺乏将这些宏大理论与日常可观察现象联系起来的实例。读完之后，我或许记住了公式，却未能真正与这门关于“能量、做功和不可能”的科学建立起深刻的情感共鸣。

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**评价三：** 我最近在研读这本厚重的《材料科学导论》，它囊括了从晶体结构到相图分析的广泛内容。这本书的优点在于其内容的全面性，几乎可以当作一本材料领域的百科全书来查阅。但是，正如任何试图涵盖一切的著作一样，它在某些关键的微观机制解释上，深度略显不足。比如，在讨论位错运动和强化机制时，文字描述略显单薄，缺乏高质量的透射电子显微镜（TEM）图像作为佐证，这使得读者难以真正“看见”材料内部的微观形变过程。更令人遗憾的是，书中对于新型功能材料，如高熵合金或先进陶瓷的介绍篇幅极少，仿佛它们是独立于传统材料科学之外的“异类”。在当今材料研究日新月异的背景下，一本导论性质的书籍如果不能反映前沿动态，其参考价值就会大打折扣。总而言之，它是一份扎实的基石，但要将其搭建成面向未来的宏伟大厦，还需要在材料的“动态”和“前沿”上多添砖加瓦。

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