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出版者:人民邮电出版社

作者:梁国元

出品人:

页数:185

译者:

出版时间:2004-1

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787115126306

丛书系列:

图书标签:

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• 工程制图
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• 教程
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• 软件操作
• 入门

机械设计与制造前沿技术深度解析 图书名称：机械设计与制造前沿技术深度解析 内容提要： 本书全面系统地涵盖了当代机械设计与制造领域最核心、最前沿的技术体系，旨在为工程技术人员、高校师生以及相关领域研究者提供一份内容详实、技术前瞻的专业参考与学习资料。全书共分为七大部分，近五十万字，力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。 第一部分：先进材料科学与应用 本部分深入探讨了现代工程领域中高性能材料的最新发展与应用。重点剖析了新型复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料、陶瓷基复合材料）的微观结构、力学性能表征及其在航空航天、高端装备中的关键应用案例。此外，对智能材料，特别是形状记忆合金（SMA）和压电材料在主动结构控制和传感器技术中的潜力进行了详尽的分析。内容涵盖了材料的疲劳损伤机制、断裂韧性评估的先进无损检测方法，以及材料在极端环境（如高温、高压、强腐蚀）下的服役行为分析模型。读者将了解到如何根据特定的工程需求，科学地选择、设计和处理先进工程材料。 第二部分：数字化设计与仿真技术 本章节聚焦于以计算机辅助工程（CAE）为核心的数字化设计流程。详细介绍了基于参数化和拓扑优化的多物理场耦合仿真技术。内容包括：结构动力学分析（模态、瞬态响应）、热传导与流体动力学（CFD）的有限元方法（FEM）与有限体积法（FVM）的数学基础及其在复杂装配体中的应用。特别强调了非线性分析（材料非线性、几何非线性、接触非线性）的求解策略和收敛性控制。同时，书中阐述了实时虚拟样机（Digital Twin）的构建方法论，涉及如何将多学科仿真模型集成到一个统一的虚拟环境中，以实现对物理实体全生命周期的预测性维护和性能优化。 第三部分：增材制造（3D打印）的工艺与控制 本书用大量篇幅阐述了增材制造（AM）技术的最新进展，超越了简单的工艺介绍，深入到制造过程的物理机制。详细对比分析了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及高能定向沉积（HEDM）等金属增材制造工艺的熔池动力学、凝固行为与残余应力生成机理。针对打印件的宏观与微观缺陷控制，书中提出了基于过程监测反馈的闭环控制系统设计。此外，还探讨了增材制造在晶格结构设计、多孔介质制造以及功能梯度材料（FMG）构件制造中的前沿应用案例与挑战。 第四部分：高端数控加工与精密制造 本部分聚焦于传统切削加工技术向更高精度、更高效率的演进。详细介绍了五轴及以上复杂曲面联动加工的刀具路径规划算法（如点位控制与直线插补的融合）。针对难加工材料（如镍基高温合金、钛合金），书中系统分析了高速切削、超精密加工中的切削力模型、颤振抑制技术，以及微纳尺度加工中的表面完整性控制。内容还涵盖了电火花加工（EDM）与电化学加工（ECM）在复杂型腔制造中的优化策略，以及刀具磨损的在线监测与寿命预测方法。 第五部分：智能控制与机器人技术 本章深入机械系统与自动化控制的交叉领域。重点阐述了基于模型预测控制（MPC）的复杂机械系统轨迹规划与跟踪技术，特别是在高动态运动平台中的应用。书中详细介绍了精密驱动系统的设计（如永磁同步电机、直线电机），以及高精度位置反馈系统的误差补偿策略。对于工业机器人应用，本书侧重于力/力矩传感器集成技术，柔顺控制（Compliance Control）的实现，以及人机协作（Cobots）的安全性和效率优化算法。 第六部分：质量工程与可靠性评估 本部分提供了现代机械产品全生命周期质量保证的理论框架与实践方法。详细介绍了基于可靠性导向的设计（RBD）方法，以及在设计阶段进行系统可靠性建模（如FMEA/FMECA）的流程。内容深入到统计过程控制（SPC）在制造过程中的应用，以及面向服役状态的健康监测（SHM）系统的数据处理与故障诊断。书中引入了基于概率的断裂力学（Probabilistic Fracture Mechanics）在评估关键承力部件剩余寿命中的应用，为结构安全评估提供了量化依据。 第七部分：绿色制造与可持续性工程 本部分关注现代工程对环境影响的关注与改进。探讨了面向制造和装配的设计（DFMA）原则在降低能耗和物料浪费中的作用。内容包括切削液的替代技术（如干式切削、最小量润滑MQL），以及废弃金属材料的回收与再利用技术。书中还分析了机械产品的生命周期评价（LCA）方法学，旨在帮助工程师在设计初期就全面量化产品的环境负荷，并实现更高能效比的系统设计。 总结： 本书凭借其广泛的技术覆盖面、严谨的理论推导和丰富的工程案例，是机械工程领域从业者提升技术视野、解决复杂工程难题的必备参考书。它提供了一个理解和驾驭未来机械制造技术变革的全面视角。

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