具体描述
本手册共分五篇。第一篇为机械设计常用标准和规范，内容包括常用资料和一般标准，常用工程材料，公差配合、表面粗糙度及齿轮精度，电动机；第二篇为联接，内容包括螺纹联接，键、销联接和联轴器；第三篇为轴承与润滑、密封；第四篇为机械传动，内容包括齿轮传动，V带传动、链传动；第五篇为机械零件课程设计指导。
本手册主要供高等职业技术学校和中等职业学校师生进行机械零件课程设计和毕业设计时使用，也可供机械设计、制造和维修人员作为工具书使用。
好的，这是一份针对“简明机械零件设计实用手册”的图书简介，内容聚焦于其他相关的机械工程领域，并且力求详细、专业，避免任何AI痕迹。 --- 精密工程制造与先进材料应用技术：一本面向现代工业实践的工具书 内容概述： 本书并非专注于机械零件的常规设计手册，而是深入探讨了当代精密工程制造过程中的关键环节、新材料的选用与性能分析，以及面向特定复杂工况的优化设计策略。全书旨在为具有一定机械设计基础的工程师、科研人员及高年级学生提供一个超越基础图册的、更具前瞻性和实践指导意义的参考资源。 本书的核心结构围绕“新材料的集成应用”、“先进制造工艺的匹配优化”以及“复杂环境下的可靠性分析”三大支柱展开，全面涵盖了从材料选择到最终成形验证的完整链条。 第一部分：先进结构材料的性能解析与选型 在现代工业领域，传统材料已无法满足航空航天、高端医疗器械和新能源汽车等领域对轻量化、高强度、耐极端环境的要求。本部分详尽分析了当前主流和新兴的结构材料体系。 1.1 高性能合金的微观结构与宏观性能 重点解析了镍基高温合金、钛合金（如Ti-6Al-4V）、以及新型铝锂合金的晶体结构、相变过程及其对力学性能（蠕变、疲劳、断裂韧性）的影响。内容包括： 疲劳寿命预测模型： 引入了基于应力-应变历史的先进疲劳分析方法，如临界平面法和本构模型的修正，而非简单的S-N曲线查表。 蠕变行为分析： 详细介绍了扩散蠕变、位错滑移蠕变等机制在不同温度和应力水平下的主导作用，并提供了定制化的蠕变寿命预测图谱。 断裂力学在复杂构件中的应用： 探讨了裂纹起裂与扩展的阈值分析，重点关注应力集中区域的KIC（断裂韧度）评估，以及如何利用增材制造中可能存在的缺陷来修正安全系数。 1.2 复合材料与智能材料在工程中的集成 本章着重于非金属材料的力学行为建模与界面工程。 纤维增强复合材料（FRC）： 探讨了碳纤维（CFRP）和玻璃纤维（GFRP）在各向异性材料力学建模中的应用，包括经典的层合板理论（如经典层合板理论CLT）的局限性分析，以及引入更高阶剪切变形理论（如一阶/高阶剪切理论）对薄壁结构分析的改进。特别关注了纤维与基体的界面粘接强度对其整体性能的决定性影响。 智能材料的应用基础： 介绍了压电材料（PZT）在结构健康监测（SHM）中的传感器集成方法，以及形状记忆合金（SMA）在无源变被动结构减振中的应力-应变耦合响应。 第二部分：面向复杂几何的高效与精密制造工艺 本部分跳出了传统切削的范畴，聚焦于如何通过先进制造技术实现复杂结构件的低成本、高精度制造，并解决这些工艺带来的特有问题。 2.1 增材制造（AM）的工艺-结构耦合分析 详细分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）在金属零件制造中的应用。 残余应力与变形控制： 阐述了快速加热与冷却过程中产生的热梯度如何导致有害残余应力的累积，并提供了基于仿真优化的扫描路径策略（如“跳步”策略）来缓解应力集中。 微观组织调控： 探讨了制造过程中液态金属池的快速凝固速率如何影响晶粒尺寸、柱状晶的形成，以及如何通过后处理（如热等静压HIP）来消除内部孔隙，确保机械性能达到锻件水平。 2.2 超精密加工与表面完整性 针对要求极高表面光洁度和尺寸精度的功能面，如滑动轴承、光学元件和模具型腔。 磨削与抛光过程的力学分析： 运用接触力学模型分析砂轮与工件接触区域的微观切削机理，指导磨削参数的选择以避免亚表面损伤（Beilby层）。 表面完整性评估： 介绍了激光冲击强化（LSP）和滚光（PEO）等表面改性技术，重点阐述了这些工艺如何通过引入均匀的表面压应力层来显著提升构件的接触疲劳寿命和抗点蚀能力。 第三部分：复杂工况下的可靠性与系统集成设计 本部分将设计从单个零件提升到系统层面，关注其在实际工作环境中的长期服役能力。 3.1 多物理场耦合与载荷谱分析 现代机械系统很少只受单一载荷影响，本书强调多场耦合的系统性评估。 热-结构-疲劳耦合： 针对航空发动机叶片、涡轮盘等部件，详细介绍了如何利用有限元软件耦合计算温度场、应力场和疲劳损伤累积，特别是瞬态热载荷对结构寿命的加速影响。 振动与接触分析： 深入探讨了齿轮传动、凸轮机构等接触副的动态啮合过程，引入了基于赫兹接触理论的修正模型，用于预测接触斑点的载荷分布和过度磨损的临界点。 3.2 系统的寿命预测与维护优化 从设计阶段嵌入可维护性和寿命预测能力。 损伤容限设计（Damage Tolerance）： 阐述了基于损伤累积的迭代分析方法，即假定初始缺陷存在，通过定期的无损检测（NDT）数据反馈，修正剩余寿命预测模型，指导维修决策，确保系统在缺陷演化过程中的安全性。 可靠性设计与参数不确定性处理： 运用可靠性导向设计（RBD）方法，特别是概率有限元（PFEM）技术，来量化材料性能、载荷波动和制造公差带来的系统失效概率，从而为设计裕度提供科学依据。 --- 目标读者： 本手册主要面向机械工程、材料科学、航空航天工程等领域的中高级工程师、结构分析专家，以及致力于解决复杂工程问题的研究人员。它要求读者具备基础的材料力学、结构设计及有限元分析（FEA）的知识背景，作为进一步深化专业技能的进阶参考读物。 本书价值： 本书不提供现成的零件尺寸规范，而是提供了一套解决“为什么”和“如何优化”的系统性思维框架。它将先进材料的特性与复杂制造工艺的约束相结合，旨在指导读者设计出更轻量化、更可靠、且适应未来极端工况的新一代机械产品。
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