具体描述
《普通高等教育"十一五"国家级规划教材·北京高等教育精品教材·机械设计基础(非机类专业适用)(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，北京市高等教育精品教材。《普通高等教育"十一五"国家级规划教材·北京高等教育精品教材·机械设计基础(非机类专业适用)(第2版)》在满足有关专业对机械设计基础(非机械类)课程要求的前提下，贯彻少而精、广而浅的原则，力求重点突出、繁简得当、语言通达。书中尽量采用新近颁布的国家标准；对有关章节作了适当的合并；对复杂的公式进行了合理简化。全书内容共14章：包括绪论、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、机械的调速和平衡；连接、挠性传动、啮合传动、轮系、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器、弹簧等章节。书后还附有配套光盘版的学习指南，为教材中的重点和难点作了进一步说明，同时还编入了大量复习题以供学习时参考。
机械设计基础（非本书内容）—— 探索工程的宏伟蓝图 一、 现代机械工程的基石与演进：从原理到实践的跨越 本册聚焦于机械工程领域中，那些在“机械设计基础”之外，构筑起整个工程体系的宏大叙事和尖端技术。它不是关于标准件、材料力学基础或简单机构的入门指南，而是深入探究现代机械系统复杂性、智能化和可持续性的核心议题。 我们首先审视先进制造技术与数字孪生的深度融合。在传统设计方法已无法满足超精密、柔性制造需求的今天，如何利用增材制造（3D打印）的拓扑优化能力，重塑结构设计范式？本书详细剖析了从CAD模型到物理实体的多尺度仿真验证流程，特别关注于高熵合金、陶瓷基复合材料在极端环境下的材料性能预测与后处理工艺优化。更进一步，我们探讨数字孪生（Digital Twin）如何从一个概念演变为生产线上实时反馈、自我修正的闭环控制系统。这涉及对海量传感器数据的实时处理、基于机器学习的故障预测性维护（PdM），以及在虚拟环境中对生产线进行“沙盒式”的极限工况测试，从而实现零停机时间的优化目标。 其次，本书致力于剖析复杂系统集成与可靠性工程的量化模型。现代机械系统，无论是航空发动机、高精度机床还是自动驾驶底盘，本质上都是跨学科、多物理场耦合的复杂集成体。我们超越基础的失效分析，深入研究系统级冗余设计、容错机制的设计原则。重点内容包括随机过程理论在动态系统稳定性分析中的应用，以及如何构建超越传统Weibull分布的非平稳随机环境下的寿命预测模型。读者将学习如何运用马尔可夫链、贝叶斯网络等工具，对一个包含数百个子系统和数千个接口的庞大系统进行系统工程（SE）视角的分解、集成与验证，确保在面对突发事件时，系统的整体功能不被破坏。 二、 驱动未来的动力学与控制：非线性、智能化的前沿实践 如果说基础理论教会我们如何计算受力，那么本卷则关注如何驾驭运动与能量。我们着重探讨高级振动控制与主动降噪技术。传统的被动减震已无法满足高精度设备对环境噪声的隔离要求。本书详细解析了基于LMS（Least Mean Squares）算法和自适应滤波器的主动隔振系统设计，包括力学传感器的最优布局、激励点识别以及如何针对非周期性、宽频带振动源设计多通道反馈控制器。 在控制理论方面，本书将焦点从经典的PID转向先进的非线性控制与智能决策。这包括滑模控制（SMC）在强干扰下的鲁棒性应用，以及最优控制理论（如LQR/LQG）在能源管理系统中的精细化调度。更引人注目的是，我们深入探讨了基于强化学习（RL）的机械运动策略优化。例如，在多足机器人或复杂抓取任务中，如何让机器人通过“试错”学习，自主发现比人类预设规则更高效、更节能的运动轨迹和力矩分配方案。这要求设计者必须理解如何构建有效的奖励函数（Reward Function）和状态空间（State Space），以引导智能体在物理约束下实现最优性能。 三、 能源转型与可持续设计：环境责任与工程创新 随着全球对气候变化关注度的提升，机械设计正经历一场深刻的能源革命。本书的第三部分专门剖析面向能源效率和全生命周期可持续性的设计。这不仅包括对传统热力学效率的微观优化，更关注系统层面的能源流管理。 我们将详细解读机械能回收系统（Energy Harvesting）的最新进展，例如如何将结构振动能、温差能通过压电材料或磁流体动力学转化为可用电能，并将其有效集成到设备自身系统中。在流体力学应用中，重点不再是单纯的“小阻力”，而是高效的流体做功与能量回收。例如，在风力涡轮机叶片设计中，引入主动襟翼（Active Flaps）和等离子体激励器，以实现在不同风速下最大化捕获动能的非线性气动弹性设计。 最后，本书对循环经济（Circular Economy）原则在机械产品中的实施进行了工程层面的解构。这要求设计者从第一天起就考虑可拆卸性（Disassemblability）、材料可回收性以及远程健康监测。内容涵盖模块化产品架构设计（Platform Design），如何通过标准化接口和信息标签，使产品在“使用寿命”结束后，能够以最低的能源和人工成本，实现部件的快速分离、修复或材料分级再利用。 总结： 本书并非对《机械设计基础》的重复或补充，而是站在该基础之上，面向工程实践的前沿挑战。它要求读者具备扎实的数学和物理功底，旨在培养能够驾驭复杂系统集成、运用先进控制策略、并在可持续发展的大背景下进行创新性工程决策的高级设计工程师与研究人员。它涵盖了从数字孪生到智能控制，从新材料应用到全生命周期管理的广阔图景。
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