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出版者:第1版 (2001年1月1日)

作者:虞自奋

出品人:

页数:223 页

译者:

出版时间:2001年1月1日

价格:11.0

装帧:平装

isbn号码:9787504532558

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机械设计基础与现代制造技术：一本面向工程实践的综合教程 作者： 王建国 / 李明华 出版社： 工业科学技术出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-5712-0XXX-X --- 内容简介 本书是为适应当前高等工程教育对复合型、实践能力强人才的迫切需求而编写的一本面向机械工程及其相关专业的综合性教材与参考书。全书内容紧密围绕现代机械产品的设计、分析、制造与集成展开，旨在为读者构建一个从基础理论到工程应用的完整知识体系。 本书并非侧重于传统制图规范的讲解，而是将机械制图作为一种信息传递和表达的工具，深度融合于机械设计流程和先进制造技术的实际案例之中。我们假设读者已具备基本的工程图识读能力，因此，本书将重点放在“如何运用工程图的语言来描述复杂的功能要求、结构特征和制造工艺意图”。 全书共分为四大模块，十八个章节，内容覆盖面广且深度适中，强调理论与实践的紧密结合。 --- 第一模块：机械设计理论与基础分析 (Module I: Mechanical Design Theory and Basic Analysis) 本模块旨在夯实读者在进行具体产品设计前所需掌握的理论基础和分析方法。 第一章：工程力学在现代设计中的应用深化 (约 180 字) 本章超越了传统静力学和材料力学的基本公式复述，着重探讨如何应用有限元分析（FEA）的思维模式来指导初始结构布局。内容包括：复杂应力状态下的失效模式预测、疲劳寿命的概率评估方法，以及在数字化设计环境中如何快速迭代和优化载荷路径。特别引入了增材制造对传统结构设计带来的约束与机遇，探讨如何利用拓扑优化软件的结果转化为可制造的几何模型。 第二章：机械零部件的可靠性与寿命预测 (约 190 字) 本章聚焦于动态系统中的可靠性工程。详细阐述了威布尔分布（Weibull Distribution）在零部件寿命统计中的实际应用，并对比了确定性设计方法与基于风险的优化方法。内容涵盖了齿轮、轴承和联接件在非恒定载荷下的累积损伤模型。我们提供了一套基于实际运行数据的故障树分析（FTA）和故障模式及影响分析（FMEA）的标准化流程，强调在设计早期识别和消除潜在的失效源头，而非仅仅在最终产品检测阶段。 第三章：材料选择与热处理工艺的集成决策 (约 200 字) 本章探讨了在多目标优化背景下，如何科学地选择工程材料。内容不再是简单地列举材料性能表，而是建立了一个多准则决策支持系统（MCDM）框架，用于权衡强度、刚度、耐磨性、成本和可加工性。重点分析了先进高强钢（AHSS）和工程塑料复合材料在汽车和航空航天领域的应用案例。同时，深入讨论了关键零件的热处理过程（如渗碳、淬火、回火）对表面性能和残余应力的影响，并展示了如何通过控制热处理参数来“设计”材料的最终服役性能。 --- 第二模块：先进数字化设计与仿真技术 (Module II: Advanced Digital Design and Simulation Techniques) 本模块是全书的核心，重点介绍当代工程设计流程中不可或缺的数字化工具和思维。 第四章：参数化建模与装配关系的高效管理 (约 210 字) 本章深入探讨了参数化/历史驱动型CAD软件的高级应用。内容聚焦于如何建立健壮的、易于修改的设计意图驱动模型，而非简单的几何堆砌。讲解了约束驱动的特征创建、方程与设计表（Design Table）的应用，以及如何管理复杂的自上而下（Top-Down）与自下而上（Bottom-Up）的装配策略。特别引入了PLM（产品生命周期管理）系统对设计数据版本控制和协同工作的要求，确保设计信息的准确性和可追溯性。 第五章：运动学与动力学仿真在机构设计中的应用 (约 200 字) 本章讲解了如何利用多体动力学（MBD）软件来预测机构在实际工作条件下的行为。内容包括：建立精确的虚拟样机、处理摩擦与接触非线性、以及进行瞬态响应分析。通过详细的案例分析，展示了如何通过仿真来优化凸轮、连杆机构的运动轨迹，减少冲击载荷，并确定驱动源所需的扭矩。这部分内容强调了仿真结果与实际物理测量之间的误差分析与校准方法。 第六章：集成化热-流-固耦合分析 (约 190 字) 随着精密设备和电子设备的小型化，多物理场耦合分析变得至关重要。本章聚焦于流固耦合（FSI）和热固耦合（TFI）。内容涵盖了散热器设计中的流体流动阻力优化、电子元器件的温升预测及其对材料性能的影响。详细介绍了边界条件设定、网格划分策略，以及如何解读耦合分析报告以指导结构加强或冷却系统的改进设计。 --- 第三模块：现代制造工艺与可制造性设计 (Module III: Modern Manufacturing Processes and Design for Manufacturability - DFM) 本模块将设计意图转化为实际可制造的产品，强调设计与制造的无缝对接。 第七章：精密加工的工艺规划与刀具路径优化 (约 220 字) 本书将传统切削加工提升到智能制造的层面。本章详细介绍了数控编程（G代码）的逻辑结构，但更侧重于CAM（计算机辅助制造）软件中的高级功能，如五轴联动加工的轨迹生成、复杂曲面加工中的残余应力控制。对于模具和复杂曲面零件，深入探讨了如何通过优化进给率、切削深度和冷却方式，来保证工件的尺寸精度和表面粗糙度。内容强调了工装夹具设计与零件加工坐标系建立的规范性。 第八章：增材制造（3D打印）的设计边界与材料特性 (约 210 字) 本章专门剖析了增材制造技术（如SLM, FDM, SLA）的设计规则。我们不只是介绍打印技术，而是深入探讨DfAM（面向增材制造的设计）的原则，包括悬垂角处理、支撑结构的优化布局、内部晶格结构的生成及其力学性能退化分析。内容特别关注金属增材制造中残余应力的消除和后处理（如热等静压HIP）对零件性能的决定性影响。读者将学会如何利用增材制造的自由度来设计传统工艺无法实现的、具有轻量化和功能集成特性的新型结构。 第九章：钣金成形与冲压工艺的结构优化 (约 190 字) 本章针对大批量生产中的钣金件设计。内容详细介绍了板料下料与展开的精确计算，以及在复杂弯曲、拉伸过程中的材料塑性变形分析。重点讲解了如何通过有限元成形仿真来预测回弹（Springback）现象并优化模具设计，以确保最终零件的尺寸精度。此外，还讨论了加强筋、孔系设计对零件刚度和模具寿命的影响，实现高效且低废品的冲压制造。 --- 第四模块：系统集成与产品测试 (Module IV: System Integration and Product Validation) 本模块关注如何将零部件集成到功能系统中，并通过有效的测试来验证设计。 第十章：紧固件、密封件与装配工艺的系统集成 (约 200 字) 本章将联接件视为系统可靠性的关键节点。详细阐述了螺纹连接的预紧力计算与疲劳寿命预测，强调了扭矩控制与无损检测在关键装配中的应用。针对流体系统，深入分析了不同类型密封（O型圈、垫片）的接触应力分布和寿命曲线，并指导读者如何根据工作介质和压力选择合适的密封材料和安装间隙。内容强调了装配工艺仿真在指导机器人或自动化装配线设计中的作用。 第十一章：产品性能测试与故障诊断 (约 180 字) 本章教授如何设计一套科学的产品验证测试方案。内容包括：应力敏感点的传感器（应变片、加速度计）布局策略、疲劳试验载荷谱的构建（基于实际工况数据的谱生成）、以及振动分析在故障早期诊断中的应用。重点讲解了如何将测试数据反馈至仿真模型中，进行“数字孪生”的校准，形成闭环设计改进流程。 --- 总结 本书通过对现代机械设计流程的全面解构，将工程制图的思想（信息的准确、完整传递）内化于参数化建模、有限元分析、先进制造规划和系统集成之中。它不仅教授“如何画图”，更重要的是指导工程师“如何思考”并“如何制造”出满足未来工程挑战的高性能、高可靠性机械产品。全书配备了大量源自实际工程项目的案例研究、思考题和跨学科的实践项目建议。

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这本《机械制图课教学参考书》真是帮了我大忙了！作为一名刚刚接触机械设计的新手，我对那些复杂的视图、剖视图、各种尺寸标注和公差配合简直是头疼不已。这本书的编排非常贴合教学的实际需求，它不是那种干巴巴的理论堆砌，而是将每一个知识点都通过清晰的图例和详尽的步骤讲解出来。尤其是关于三视图的转换部分，书里提供了大量不同类型零件的实物图和对应的三视图，让我能直观地理解投影规律。我记得有一次，我对一个带有复杂斜面的零件画剖视图怎么确定断面线方向感到困惑，翻开这本书的相应章节，作者用了一个非常巧妙的对比图示，瞬间就明白了其中的原理。更值得称赞的是，它对国家标准（国标）的引用非常精准，每一个标注的符号、字体、线型都严格按照规范来，这对于我们未来提交的工程图纸的规范性至关重要。这本书可以说是为初学者量身定制的“速成宝典”，它让我从“看不懂图”到“能自己画出符合要求的图纸”完成了一次质的飞跃，极大地提升了我的学习效率和对机械图纸的阅读信心。

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我是一名资深机械工程师，平时工作强度很大，很少有时间去系统地回顾基础知识，但随着项目难度的增加，对一些细节的记忆难免模糊。说实话，一开始我对《机械制图课教学参考书》这类“参考书”持保留态度，总觉得基础内容不够深入。然而，这本书的深度恰到好处地平衡了理论的严谨性和应用的实用性。我尤其欣赏它在“特殊结构表示法”这一块的处理。比如，对于常见的齿轮、螺纹的画法，它不仅仅是画出标准符号，还深入探讨了在非标设计或特定受力分析场景下，标注的优先顺序和表达的侧重点。书中的案例分析往往非常贴近实际生产中的疑难点，比如如何在一张受限的图纸空间内，最经济、最清晰地表达出所有必要信息。我发现自己偶尔会把它当作一本“速查手册”来用，查找某个不常用的几何公差符号的完整定义和应用场景，它总能提供清晰的图解和解释，而不是仅仅给出一个冷冰冰的代码。这本书的价值在于，它将教学的深度和工程实践的广度有效地融合在了一起，非常适合需要巩固基础、追求效率的专业人士。

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我是一个跨专业的自学者，我的主要专业是材料学，但现在需要参与一个涉及到复杂机械结构设计的项目，时间紧迫，我需要快速掌握读图和绘图的基本技能。《机械制图课教学参考书》对我来说，简直是黑暗中的一束光。与其他教材侧重于“先学理论再看图”的模式不同，这本书似乎更偏向于“图例驱动”的学习方法。它用大量篇幅展示了“图纸语言”本身，比如斜截面如何标注斜度与坡度，如何用基准特征符号来定义复杂的定位要求。我最喜欢它的“阅读图纸案例分析”部分，选取了几个来自不同行业的典型零件图，一步步拆解，从零件的构成、功能意图，到如何从图纸上推断出制造工艺，整个过程像侦探解谜一样引人入胜。虽然我不是科班出身，但这本书的解释非常“去专业化”，所有的专业术语都配有形象的比喻或实际的物理意义解释，这使得我能够快速建立起图纸与实物之间的联系，而不是死记硬背那些枯燥的规则。对于非科班出身、有强烈应用需求的学习者来说，这本书的实用价值是无可替代的。

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这本书的装帧和纸张质量给我留下了深刻的印象。在数字时代，实体参考书的触感和使用体验变得尤为重要。这本《机械制图课教学参考书》采用了高质量的哑光纸张，这对于印刷大量线条和细节图的制图参考书来说至关重要——它能有效减少反光，让我在长时间学习时眼睛不容易疲劳。 图纸的线条粗细、图层区分（如中心线、虚线、尺寸线）都处理得极其精细和专业，即便是打印在A4幅面上的小图，细节也丝毫没有模糊。这体现了出版方在制图标准展示上的极高要求。此外，书中的索引系统设计得非常人性化，章节之间的逻辑跳转非常顺畅，查找特定知识点时，几乎可以做到“秒定”。很多参考书在章节末尾的习题往往是重复性的简单练习，但这本书的“综合应用设计挑战”更侧重于考察知识点的融会贯通，比如要求在有限空间内设计一个包含复杂配合和特殊表面要求的零件草图，这极大地锻炼了我的空间想象力和综合表达能力。总而言之，这是一本在细节打磨上体现出工匠精神的教学参考书，不仅内容扎实，连阅读体验本身也是一种享受。

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作为一名机械制图课的授课教师，我手里至少有五六本不同版本的参考资料，但很少有能像这本《机械制图课教学参考书》这样，在“教”与“学”之间架起如此稳固的桥梁。它的最大亮点在于其“反思性设计”。书中每介绍完一个核心概念后，都会设置“易错点辨析”和“教师拓展思路”这样的模块。例如，在讲解零件的装配图时，它不仅给出了标准的画法，还探讨了为什么在某些复杂装配中，局部剖视图比通看剖视图更能突出关键配合关系，这直接为我的课堂教学提供了新的切入点和讨论素材。此外，这本书对制图软件（如CAD）的特定功能如何映射到传统制图原理的阐述也做得非常到位，避免了学生将软件操作等同于制图能力的误区。它的排版清晰、逻辑层次分明，无论学生基础如何，都能找到适合自己的学习路径。这本书真正体现了“教学参考”的精髓，它不仅是学生的学习工具，更是我们一线教师优化教学方法的得力助手，极大地提升了我备课的效率和质量。

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