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出版者:西南交通大学

作者:杜海若

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2004-10

价格:34.0

装帧:精装

isbn号码:9787810579971

丛书系列:

图书标签:

• 工程机械
• 工程
• 机械
• 概论
• 教材
• 高等教育
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• 设备
• 构造
• 原理

机械工程基础与应用：现代工业的基石 本书聚焦于机械工程领域的核心原理、材料科学、制造工艺以及前沿技术在实际工程中的应用，旨在为读者构建一个全面、深入且与时俱进的机械工程知识体系。 本书并非探讨工程机械的特定应用或概论，而是深入剖析支撑所有机械系统的基础科学与工程实践。 --- 第一部分：机械工程学的理论基石 本部分将系统梳理机械工程学的基本概念、数学工具和物理原理，为后续深入学习打下坚实的基础。 第一章：工程力学基础——静力学与动力学 本章首先引入工程力学在机械设计中的核心地位。详细阐述静力学的基本公理，包括力的概念、平衡条件（ΣF=0, ΣM=0），以及桁架、梁、拱等结构在稳定载荷下的受力分析方法。重点讲解自由体图的绘制技巧和力的分解与合成。 随后，深入动力学领域。从牛顿第二定律出发，系统介绍质点运动学（位移、速度、加速度的描述）和质点动力学（力的作用与运动的关系）。对于刚体动力学，着重分析刚体的定点转动和平面运动，引入动量定理、角动量定理及能量守恒原理在解决复杂机械系统瞬态问题中的应用。本章会配备大量的实例，如起重机吊臂的平衡计算和机械臂的动态响应分析。 第二章：材料科学与工程——结构可靠性的保证 机械系统的性能高度依赖于所用材料的特性。本章系统介绍结构材料的分类（金属、陶瓷、高分子材料和复合材料），并侧重于工程中最常用的金属材料。 深入探讨材料的本构关系，包括应力-应变曲线的分析，屈服点、抗拉强度、韧性与脆性的判定标准。详细讲解材料的微观结构（晶体结构、晶界、位错）如何影响宏观力学性能。热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对材料性能的调控机制将被详尽阐述。此外，本章还会覆盖材料的疲劳、蠕变和断裂力学基础，确保读者理解结构在交变载荷和高温环境下失效的内在机理。 第三章：机械设计原理与分析 本章是连接理论与实践的桥梁。核心内容围绕机械零部件的设计与计算展开。 首先是连接件设计：螺纹连接（静载与冲击载荷下的预紧力计算）、铆接和焊接的强度校核。其次是基础零件设计：滚动轴承和滑动轴承的选择、润滑理论及其对摩擦学性能的影响。重点分析齿轮传动的设计，包括直齿圆柱齿轮的强度计算（接触疲劳和弯曲疲劳）、锥齿轮和蜗轮蜗杆的传动特性。最后，对弹簧、联轴器和制动器进行详细的结构分析和参数确定，确保设计方案的可靠性与经济性。 --- 第二部分：先进制造技术与过程控制 本部分着眼于如何将设计蓝图高效、精准地转化为实体产品，涵盖现代制造体系中的关键技术。 第四章：现代切削加工技术与数控系统 本章详细介绍机床的工作原理及其在现代制造中的地位。深入剖析切削过程的力学分析，包括切削力、切削热的产生与对刀具寿命的影响。刀具材料（硬质合金、陶瓷、CBN）的选择标准和涂层技术是本章的重点。 此外，本章将重点介绍数控（NC）技术。从坐标系建立、G代码和M代码的编程逻辑出发，讲解铣削、车削等典型加工工艺的数控实现。阐述加工误差的来源与补偿，以及刀具路径优化在提高加工效率和表面质量中的作用。 第五章：增材制造（3D打印）技术及其工程化 区别于传统的去除材料的减材制造，本章专门探讨增材制造（AM）技术。系统介绍主流的AM技术路线，包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和材料喷射成型（MJP）的物理过程和适用材料。 重点分析增材制造带来的设计自由度革命，如晶格结构、仿生结构和复杂内部流道的设计。本章还将讨论AM零件的后处理工艺（热等静压、表面精加工）以及其在零部件性能验证和微观结构控制方面的挑战与突破。 第六章：装配与质量控制工程 高效的生产依赖于精密的装配和严格的质量控制。本章首先探讨公差与配合理论，包括几何尺寸和几何公差（GD&T）标准的解读，以及如何利用这些标准确保零部件间的可靠啮合。 在质量控制方面，本章引入统计过程控制（SPC）的方法论，利用控制图（X-bar, R图等）监控生产过程的稳定性。详细介绍非接触式测量技术（如激光扫描、坐标测量机CMM）在关键尺寸检验中的应用，以及失效模式与影响分析（FMEA）在预防设计和制造缺陷中的流程。 --- 第三部分：系统集成与智能控制 本部分关注机械系统如何通过集成机电一体化技术实现智能化和自动化。 第七章：机电一体化系统基础 本章将机械、电子、信息技术融合，阐述机电一体化系统的基本架构。核心内容是传感器与执行器的选择与应用。传感器部分涵盖位移、速度、力/扭矩、温度等物理量的传感原理（如电涡流、应变片、光电编码器）。执行器部分深入分析电机驱动技术，包括直流电机、交流伺服电机和步进电机的特性、选型原则及驱动电路。 第八章：自动控制原理在机械系统中的应用 本章聚焦于如何使机械系统精确、稳定地执行预定任务。系统介绍控制系统的基本组成（前馈、反馈回路），并重点阐述PID控制器的设计与整定方法。通过波德图、根轨迹等工具分析系统的稳定性和动态响应特性。实际案例将包括伺服系统的轨迹跟踪控制和机械臂的位置反馈回路设计，展示如何利用闭环控制实现高精度运动。 第九章：机械系统的故障诊断与预测性维护（PdM） 面向工业4.0的需求，本章探讨如何利用数据驱动的方法延长设备寿命并减少非计划停机。详细介绍状态监测技术，特别是基于振动信号分析（时域、频域分析）的早期故障识别，以及基于油液分析的磨损趋势判断。本章将介绍信号处理技术在降噪和特征提取中的应用，并简要介绍基于机器学习模型的残余寿命（RUL）预测框架。 --- 本书面向对象： 机械工程、材料科学、自动化、车辆工程等相关专业的本科生、研究生，以及致力于提升自身工程实践能力的工程师和技术人员。通过对理论的严谨论述和对现代工程实践的深入剖析，读者将能够掌握设计、制造和控制复杂机电系统的必备知识体系。

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这本书在实际应用层面的阐述，是我认为它最大的亮点之一。很多理论书籍只是把机械结构画出来，告诉你它叫什么，然后就结束了。但这本书则非常注重理论与现场操作的结合，它会用大量的篇幅去解释那些理论知识在实际工况下是如何体现价值的，以及在维护保养中需要注意的“潜规则”。比如，在讲解润滑的重要性时，它不仅仅提到了润滑油的种类，还结合了高负荷、高温、多粉尘环境下的具体案例，来强调不同润滑点的维护周期和检查要点。这种“从图纸到现场”的视角转换，对于我这种希望将知识学以致用的人来说，简直是如虎添翼。它仿佛一位经验丰富的现场总工程师在身边指导，教会的不仅仅是机械原理，更是对待设备的一种负责任的工作态度，这一点，是书本上的冷冰冰的公式永远无法替代的。

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这本书的行文风格简直是一股清流，完全颠覆了我对技术类书籍那种枯燥乏味的刻板印象。作者似乎很擅长用讲故事的方式来阐述复杂的原理，读起来丝毫没有晦涩难懂的感觉，更像是在听一位经验丰富的老工程师娓娓道来他的工作心得和行业观察。我特别欣赏其中穿插的一些历史回顾和经典案例分析，它们不仅仅是知识点的堆砌，更是将技术的发展脉络勾勒得清晰可见。比如，它讲到履带式挖掘机的发展演变时，不是简单地罗列数据，而是像在讲述一场技术迭代的史诗，让人对这项技术的进步充满了敬意。这种叙事性的笔法，极大地降低了读者的学习门槛，即便是跨专业人士也能迅速找到切入点，并被内容深深吸引。我发现自己常常会在不知不觉中一口气读完一个章节，而不是被那些密密麻麻的公式和术语劝退。这种流畅的阅读体验，是很多理论书籍难以企及的高度，它真正做到了“寓教于乐”，让知识的吸收过程变得愉悦而高效。

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这本书的装帧设计真是太棒了，封面那种磨砂质感拿在手里沉甸甸的，很有分量感。我刚拿到手的时候，就被内页的插图吸引住了，色彩的搭配和细节的描绘都非常考究，看得出来作者和出版社在视觉呈现上下了很大功夫。尤其是那些工程机械的剖面图，标注得清清楚楚，即使是对机械不太了解的新手也能大致明白各个部件的功能和结构关系。我记得我翻到介绍液压系统的章节时，那些复杂的管路图居然被简化得如此直观，这对于建立初步概念非常有帮助。而且纸张的质量也很好，印刷清晰，完全没有那种廉价书籍常见的油墨味或者模糊不清的问题。这本书从拿起来到翻开阅读的整个物理体验，都透露着一种专业和严谨的气质，让人一看到就知道这不是一本随便印制的教材，而是经过深思熟虑的作品。它不仅是一本知识载体，更像是一件值得收藏的工艺品，摆在书架上都显得很有档次，让人每次看到都忍不住想去翻阅一下里面的内容，哪怕只是随便看看那些精美的图片也好。这种对物理形态的重视，在如今这个电子阅读盛行的时代，更显珍贵。

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我个人对这类综合性的入门读物一直抱持着审慎的态度，总担心它会因为试图涵盖太多内容而导致每部分都流于表面。然而，这本书在宏观把握和微观细节之间找到了一个近乎完美的平衡点。它的结构安排非常有条理，从最基础的动力系统、传动系统，逐步深入到行走机构和工作装置的特定功能，逻辑递进非常顺畅，犹如搭积木一般，层层深入，构建起一个完整的工程机械知识体系。最让我惊喜的是，它对于不同类型机械（比如装载机和推土机）之间的共性和差异性分析得极为透彻。通过对比的方式，读者可以更清晰地理解设计背后的权衡与取舍，这对于培养系统的工程思维至关重要。它没有止步于“是什么”，而是深入探讨了“为什么会这样设计”，这种深层次的探讨，远超出了普通科普读物的范畴，更像是一本结构严谨的学科导论，为后续的专业学习打下了极其坚实的基础。

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这本书的术语处理方式非常人性化，这是我阅读许多翻译或老旧教材时感到最头疼的地方。作者似乎深知初学者在面对大量专业名词时的窘迫。在第一次出现关键术语时，它总会以非常简洁明了的方式进行解释，并且在后续的反复提及中，往往会通过不同的语境来巩固理解，而不是简单地重复定义。此外，书中对于一些容易混淆的相似概念，例如不同类型的工作模式切换，也做了详细的对比图表，清晰地标示出它们在效率、适用性和操作难度上的差异。这种细致入微的关怀，极大地减少了读者在知识点之间迷失的可能性。读完之后，我感觉自己对这个领域的“行话”有了更扎实的掌握，不再是零散的记忆，而是形成了一个相互关联的词汇网络，这对于未来阅读更深层次的专业文献至关重要，它成功地架起了从零基础到专业阅读之间的有效桥梁。

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