具体描述
《现代机械工程图学:上海普通高校九五重点教材》是根据教育部1995年印发的高等学校工科本科“画法几何及机械制图课程教学基本要求(机械类专业适用)”及“计算机绘图课程教学基本要求”，总结近几年教改经验编写而成的。《现代机械工程图学:上海普通高校九五重点教材》打破传统制图教材的模式，将画法几何、机械制图和计算机绘图有机地融合在一起，并增加了部分设计内容，以拓宽学生的知识面。《现代机械工程图学:上海普通高校九五重点教材》主要内容包括：正投影的理论基础、计算机绘图的理论基础、功能分析及构形设计、三维图示方法、二维图示方法、机件的常用表达方法、紧固件、传动件和常用件、零件图及装配图等。《现代机械工程图学:上海普通高校九五重点教材》可作为高等学校工科本、专科机械类、近机类各专业制图课程的教材，也可供其他专业师生和工程技术人员参考。 此外，高等教育出版社还同时出版与本书配套的《现代机械工程图学习题集》，供各校选用。 本教材由上海市教育委员会组编。
工业设计前沿：新材料与先进制造技术 作者： 张伟，李明 出版社： 机械工业出版社 出版时间： 2023年10月 --- 内容概述 《工业设计前沿：新材料与先进制造技术》是一本立足于当前全球制造业转型升级浪潮，深入探讨新材料应用、先进制造工艺及其在现代工业设计中所扮演核心角色的专业著作。本书旨在为机械工程、产品设计、材料科学以及相关领域的工程技术人员、研究人员和高年级本科生提供一个全面、深入且富有前瞻性的知识体系。 本书打破了传统教科书中对材料和工艺的孤立介绍模式，强调将材料性能、制造可行性与最终产品设计目标进行有机结合的系统思维。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的完整链条，力求在理论深度和实践指导性之间取得完美平衡。 全书共分七大部分，二十章，内容详实，图文并茂，确保读者能够紧跟时代步伐，掌握未来工业发展的核心驱动力。 --- 第一部分：新材料的革命性进展与设计思维重塑 (1-3章) 本部分聚焦于近十年来在材料科学领域取得的突破性进展，并分析这些新材料如何从根本上改变了传统的设计范式。 第一章：功能化与智能化材料导论 本章首先回顾了传统金属、高分子和陶瓷材料的局限性。随后，重点介绍了智能材料（如形状记忆合金、压电材料、自修复聚合物）的基本工作原理、关键性能指标及其在动态响应系统中的应用潜力。特别探讨了如何通过材料的本征属性来实现“被动智能”设计。 第二章：先进复合材料的结构优化设计 详细解析了碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）以及纳米增强复合材料的微观结构与宏观力学性能之间的关系。本章的核心在于教授如何利用分层设计理论（Laminate Theory）和纤维取向优化算法，在满足特定载荷要求的前提下，实现材料用量的最优化和结构轻量化。此外，还引入了多尺度建模方法来预测复合材料在复杂环境下的疲劳和蠕变行为。 第三章：增材制造专用材料（AM Materials）的特性与选择 针对增材制造（3D打印）对材料提出的特殊要求，本章分类介绍了金属粉末（如Ti6Al4V、Inconel系列）、工程塑料（PEEK、PEI）和陶瓷粉末的流动性、烧结/熔化特性。重点分析了各向异性对增材制造部件性能的影响，并提供了基于最终应用场景的材料选择决策树。 --- 第二部分：先进制造工艺的突破与控制 (4-8章) 本部分深入探讨了对产品几何精度、表面质量和制造成本产生决定性影响的先进制造技术。 第四章：高精度与复杂曲面加工技术 重点介绍五轴联动数控加工（5-Axis Machining）的运动学原理、刀具路径规划（Tool Path Generation）和误差补偿技术。详细分析了自由曲面（Freeform Surface）的逆运动学解算，以及如何通过优化切削参数来控制残余应力和表面粗糙度。 第五章：激光增材制造（L-AM）的深化应用 区别于第三章的材料侧重，本章聚焦于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺的物理过程模拟。内容包括熔池动力学、孔隙率的形成机理、激光功率与扫描速度的相互作用。同时，详述了面向打印的拓扑优化设计（Topology Optimization）流程，如何将软件优化结果无缝转化为可制造的几何模型。 第六章：精密塑性成形与材料流变学 涵盖了超塑性成形（SPF）、搅拌摩擦焊（FSW）以及冷/温挤压等先进塑性加工技术。重点分析了材料在高温或高应变率下的流变行为，并结合有限元分析（FEA）工具，预测模具上的应力分布和工件的最终晶粒结构。 第七章：微纳制造技术与精密装配 关注当前制造业向微小化、集成化发展的趋势。详细介绍了微电机加工（MEMS）技术，如深反应离子刻蚀（DRIE）和LIGA技术。在装配方面，探讨了超声波辅助精密装配、激光定向焊接以及粘接剂精确点胶控制的技术细节。 第八章：先进表面工程与功能化处理 表面处理不再仅仅是防护，更是赋予部件新功能的关键步骤。本章阐述了等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、磁控溅射在超硬涂层、低摩擦涂层制备中的应用。同时，深入研究了激光熔覆（Laser Cladding）在修复和功能梯度材料构建中的作用。 --- 第三部分：数字化与智能制造的融合 (9-12章) 本部分探讨了信息技术如何渗透到材料选择、工艺流程控制和产品全生命周期管理中。 第九章：数字孪生（Digital Twin）在制造系统中的构建 详细阐述了如何利用传感器数据、物理模型和机器学习算法，构建高保真度的数字孪生模型，以实时监控和预测制造过程中的工艺漂移（Process Drift）。重点讨论了多物理场耦合仿真在预测复杂制造过程（如大型铸件凝固）中的应用。 第十-十一章：工业物联网（IIoT）与制造数据分析 探讨了如何通过传感器网络采集制造过程中的海量数据（温度、振动、声发射等）。分析了机器学习和深度学习在过程参数优化、缺陷识别和预测性维护中的实际应用案例。特别关注了边缘计算（Edge Computing）在实时决策中的角色。 第十二章：人机协作与柔性制造系统 研究了协作机器人（Cobots）在复杂装配和质量检测任务中的集成方法。本章强调了系统级的柔性化设计，即如何快速、低成本地重新配置生产线以适应新产品和小批量、多品种的生产需求。 --- 第四部分：面向性能的系统集成设计 (13-16章) 本部分强调设计不再是孤立的几何构建，而是对系统级性能的全面优化。 第十三章：多学科优化（MDO）方法论 系统性地介绍了如何将结构优化、热管理优化、流体动力学优化整合到一个统一的优化框架中。重点剖析了代理模型（Surrogate Models）在加速复杂多目标优化迭代中的应用。 第十四章：可靠性工程与寿命预测 超越传统的安全系数设计，本章引入了概率寿命预测（Probabilistic Life Prediction）模型。分析了先进制造部件（特别是增材制造件）中孔隙率、残余应力等引入的随机性对整体系统可靠性的影响。 第十五章：环境可持续性与循环设计（Design for Sustainability） 探讨了如何将材料的生命周期评估（LCA）数据集成到设计决策中。内容包括材料的低碳足迹选择、易于拆解（Design for Disassembly）的连接技术，以及产品报废后的材料回收优化设计。 第十六章：拓扑优化与晶格结构设计 深入讲解了如何利用拓扑优化设计出具有生物启发性的轻量化结构。特别关注了晶格结构（Lattice Structures）在实现高比强度和特定能量吸收率方面的潜力，以及如何选择合适的增材制造工艺来制造这些复杂晶格。 --- 第五部分：前沿应用案例与展望 (17-20章) 本部分通过具体的高端工业应用案例，展示了新材料与先进制造技术的集成效果。 第十七章：航空航天轻量化结构的设计与制造 以涡扇发动机叶片、无人机机体结构为例，分析了如何通过复合材料分层设计与定向能量沉积（DED）技术相结合，实现极端环境下的性能突破。 第十八章：高性能医疗器械的设计与生物相容性 聚焦于定制化植入物（如钛合金骨骼替代品）的增材制造，探讨了如何控制表面粗糙度和化学成分，以优化与人体组织的生物相容性及骨整合能力。 第十九章：高密度电子封装与热管理 研究了在微电子设备中，如何使用先进的热界面材料（TIMs）和精密流道设计，结合微通道制造技术，来解决高功率密度芯片的散热难题。 第二十章：未来制造的趋势与挑战 对量子计算在材料发现中的潜力、自适应制造系统以及全球供应链的韧性等宏观议题进行了展望，指明了未来工程技术人员需要重点关注的研究方向。 --- 适用读者 机械工程、材料工程、工业设计等相关专业的本科生、研究生。 从事高端装备制造、航空航天、生物医疗器械研发的工程师和技术人员。 希望进行技术升级和工艺转型的企业管理人员。 本书内容前沿、专业性强，是理解和驾驭未来制造业核心技术的理想参考书。
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