具体描述
《工程制图习题集(第2版)》内容：本习题集根据高等学院“画法几何及工程制图课程教学基本要求(非机类专业)”编写，适用于非机类各专业。
《现代机械设计原理与应用》内容简介 【书籍定位与目标读者】 《现代机械设计原理与应用》是一部面向机械工程、机电一体化、工业设计等相关专业本科高年级学生及研究生，同时也适合于机械设计工程师、技术研发人员和追求专业提升的工程技术人员的综合性教材与参考手册。本书旨在系统、深入地介绍现代机械设计领域的核心理论、分析方法、先进技术和工程实践经验，构建起理论指导实践、实践反哺理论的知识体系。它超越了传统机械设计课程的范畴，更加注重与现代制造技术、智能控制、新材料应用的深度融合。 【核心内容结构与深度解析】 本书共分为六大部分，二十四章，结构逻辑严谨，内容涵盖面广且深度适中，力求达到理论的完备性和工程应用的实用性平衡。 --- 第一部分：机械设计基础理论的深化（第1章至第5章） 本部分是对传统机械原理和基础力学理论的系统性回顾与提升，为后续的高级设计打下坚实基础。 第1章：机械设计方法论的演进： 探讨从经验设计、理论设计到计算机辅助设计（CAD/CAE/CAPP）的思维转变。重点解析面向对象的设计思想在复杂机械系统建模中的应用，以及可靠性、可制造性、可装配性（DFMA）设计原则的早期导入。 第2章：先进应力分析与失效模式： 详细阐述疲劳寿命的概率模型，包括高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的判定标准。引入断裂力学的基本概念，分析裂纹扩展的临界条件和韧性、脆性断裂的区分。特别讨论了接触应力（如赫兹接触应力）在齿轮、轴承系统中的精确计算和优化边界条件。 第3章：摩擦、润滑与密封技术： 深入探讨边界润滑、混合润滑和流体动力润滑的理论基础。介绍新型润滑材料（如固体润滑剂、磁悬浮润滑概念）的应用潜力。密封技术部分详述了旋转密封（如机械密封的动静环材料选择与磨损模型）和静密封（如新型弹性体垫圈的应力松弛特性）。 第4章：材料的机械性能与选择（面向应用）： 侧重于工程应用中的材料行为。涵盖高强度钢、钛合金、镍基高温合金、先进复合材料（如碳纤维增强聚合物）在不同载荷和环境条件下的性能表现。讨论材料的蠕变、应变时效现象及其在长期服役中的寿命预测。 第5章：可靠性工程与寿命预测： 引入威布尔分布、指数分布等概率统计工具在机械零件寿命评估中的应用。讲解系统可靠性框图的构建，以及FMEA（失效模式与影响分析）在设计初期的风险量化方法。 --- 第二部分：典型机械零部件的高级设计（第6章至第12章） 本部分专注于对传统核心零部件进行现代化、高精度化和集成化的设计与优化。 第6章：轴系设计与扭转振动分析： 除了静力学强度校核，重点讲解临界转速的计算与抑制。引入非线性有限元方法模拟启动和停车过程中的瞬态扭矩响应。 第7章：先进滚动轴承系统： 讨论轴承的动态特性，包括预载荷的设定对轴承刚度和寿命的影响。分析深沟球、角接触、球面滚子轴承在非理想载荷下的寿命修正系数。介绍智能轴承监测（如油液污染和微裂纹识别）的设计接口。 第8章：齿轮传动系统的优化设计： 侧重于非标准齿形（如变位齿轮、圆弧齿）的设计原理。详细讲解齿面接触疲劳的改进模型（如ISO标准与AGMA标准的对比）。结合拓扑优化技术，讨论轻量化齿轮的结构设计。 第9章：联接件的静力学与动力学： 螺栓连接的预紧力管理和松动预防是重点。探讨焊接接头的疲劳寿命评估，特别是应力集中区域的有限元模拟。分析铆接和胶接在复合材料结构中的应用。 第10章：弹性元件与振动隔离： 弹簧（螺旋、板簧）的设计不再局限于材料强度，更关注其非线性刚度特性。介绍主动和被动隔振系统的设计原则，如质量阻尼器（TMD）的应用。 第11章：摩擦与制动系统设计： 深入分析盘式、鼓式制动的热平衡问题和磨损率模型。探讨新型高性能摩擦材料（如陶瓷基复合材料）在极端工况下的应用。 第12章：弹性元件与振动隔离： 弹簧（螺旋、板簧）的设计不再局限于材料强度，更关注其非线性刚度特性。介绍主动和被动隔振系统的设计原则，如质量阻尼器（TMD）的应用。 --- 第三部分：机械系统动力学与控制（第13章至第16章） 本部分强调机械系统的时间域和频率域响应分析，以及与现代控制理论的结合。 第13章：机械系统的动力学建模： 运用拉格朗日方程和牛顿-欧拉法对多自由度系统进行建模。详细讲解模态分析在识别系统固有频率和振型中的核心作用，以及如何避免共振。 第14章：机械系统的振动控制： 区分被动、半主动和主动振动控制技术。重点介绍磁流变（MR）阻尼器和压电驱动器在实时阻尼调整中的应用。 第15章：机械系统集成与机构综合： 探讨运动副的性能评价体系。高级机构综合（如功能综合、运动综合）的原理介绍，并以并联机构（如Stewart平台）的位姿解算和运动学约束分析作为案例。 第16章：机电耦合系统设计： 分析电机、传感器与机械执行机构之间的动态匹配问题。介绍如何将PID控制、反馈控制应用于速度和位置控制，确保机械系统在动态负载下的性能指标。 --- 第四部分：计算机辅助工程（CAE）的应用（第17章至第19章） 本部分侧重于现代设计流程中数值模拟工具的应用和结果的工程解读。 第17章：有限元分析（FEA）的高级应用： 深入探讨非线性FEA，包括大变形、材料非线性（塑性）和接触非线性。强调网格划分策略对结果精度的决定性影响。 第18章：多体动力学（MBD）仿真： 介绍柔性体建模技术，即将柔性零件以模态叠加法导入刚柔耦合的多体动力学仿真环境。应用MBD分析复杂机构在高速运动中的瞬态响应和载荷分配。 第19章：设计优化与形面迭代： 介绍拓扑优化、形貌优化和尺寸优化的理论基础。展示如何通过迭代算法（如梯度下降法、遗传算法）实现基于性能指标（如刚度最大化、质量最小化）的结构自动生成。 --- 第五部分：现代制造技术对设计的影响（第20章至第22章） 设计必须服务于可制造性，本部分探讨先进制造技术对设计参数和几何复杂性的新要求。 第20章：增材制造（3D打印）的设计约束： 重点讲解增材制造技术（如SLM、EBM）对结构设计自由度的拓展，以及如何为支撑结构、残余应力控制进行设计优化。分析晶粒结构和表面粗糙度对疲劳性能的影响。 第21章：精密加工与表面工程： 讨论数控加工（CNC）中刀具路径对零件表面完整性的影响。介绍热处理、渗碳、氮化等表面强化工艺的选择标准及其对零件残余应力场的影响。 第22章：装配与维护设计（DFMA的深化）： 强调基于模块化和标准化零件的设计理念。分析自动装配过程中的防错（Poka-Yoke）设计原则在机械结构中的体现。 --- 第六部分：特定工程领域的设计案例分析（第23章至第24章） 通过真实或高度仿真的复杂系统案例，整合前述所有知识点。 第23章：高精度运动平台的集成设计： 以精密机床主轴或光学仪器平台为例，分析刚度、热稳定性、动态响应和控制系统的协同设计。 第24章：复杂流体传动与控制系统设计： 讨论液压或气动系统中的元件选型、管路布局对系统动态响应的影响，以及如何进行压力脉动和泄漏控制。 --- 【本书特色与创新点】 1. 知识体系的广度与深度： 兼顾了机械设计的经典理论深度（如疲劳与断裂力学）与现代工程前沿（如智能材料、拓扑优化）。 2. 强调“设计-分析-制造”的闭环： 每一设计环节都紧密结合CAE仿真验证和DFM制造约束，强调工程实践能力培养。 3. 丰富的工程实例： 穿插了来自航空航天、精密仪器和新能源装备领域中的真实设计难题与解决方案，而非仅停留在基础例题层面。 4. 面向未来趋势： 融入了物联网（IoT）和数字孪生（Digital Twin）概念，指导读者思考如何为可监测、可预测的智能机械进行设计。
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