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出版者:

作者:耿淬

出品人:

页数:203

译者:

出版时间:2007-5

价格:16.60元

装帧:

isbn号码:9787040149227

丛书系列:

图书标签:

• 电工
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• 电气原理
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机械设计与制造前沿技术探析 书籍简介 本书全面深入地剖析了当代机械设计与制造领域最前沿的技术发展趋势、核心理论及其在实际工程中的应用。内容涵盖了从增材制造（3D打印）的最新工艺与材料科学突破，到精密加工技术的误差补偿与智能控制，再到数字化设计与仿真的集成化解决方案。全书旨在为机械工程师、设计人员、研究学者以及高年级工科学生提供一个系统化、前瞻性的知识框架，以应对工业4.0时代对高端制造提出的更高要求。 第一部分：智能制造与工业互联基础 本部分重点阐述了数字化、网络化如何重塑传统机械制造体系。 第一章：工业物联网（IIoT）在机械制造中的集成 详细探讨了传感器技术、边缘计算与云计算平台在设备状态监测、预测性维护（PdM）中的应用模型。讨论了如何通过海量数据采集与分析，实现生产线的自适应优化与能源效率提升。内容包括：基于机器学习的设备故障诊断算法、数据安全与隐私保护在工厂网络中的实现策略。 第二章：数字化孪生（Digital Twin）构建与应用 深入剖析了数字化孪生的核心概念、建模方法论以及关键技术栈。重点介绍了如何利用高保真度仿真模型，结合实时运行数据，构建物理实体在虚拟空间中的精确映射。应用实例涵盖了从产品设计验证到生产线动态调度、远程调试等多个维度，强调了闭环反馈机制在提升系统鲁棒性中的作用。 第三章：人机协作与柔性制造系统 探讨了协作机器人（Cobots）的设计原则、安全标准与编程接口。本章着重分析了如何设计高柔性的制造单元，以应对小批量、多品种的定制化生产需求。内容包括：基于视觉识别的人机任务分配策略、模块化装配系统的结构优化设计。 第二部分：先进材料与增材制造技术 本部分聚焦于新型材料的开发及其在增材制造领域的革命性应用。 第四章：高性能结构材料的力学行为 系统梳理了航空航天、高端装备对高性能金属合金（如高温镍基合金、钛合金）及先进复合材料（碳纤维增强树脂基复合材料）的需求。深入分析了这些材料在复杂应力状态下的蠕变、疲劳及断裂韧性机理，并介绍了先进的无损检测（NDT）技术，如超声波相控阵、电子束扫描等，用于评估这些关键部件的内部质量。 第五章：选择性激光熔化（SLM）与电子束熔化（EBM）工艺优化 详细解读了基于粉末床熔融技术的物理过程，包括激光-粉末相互作用、熔池动力学模拟。本章重点研究了工艺参数（如扫描策略、层厚、惰性气体保护）对最终零件的微观组织、残余应力分布及宏观力学性能的影响。同时，探讨了用于SLM的高性能金属粉末制备技术及其球形度、流动性对打印质量的决定性作用。 第六章：多材料与梯度功能结构制造 超越单一材料的限制，本章探讨了如何通过集成不同的增材制造技术，实现功能梯度材料（FGM）和复杂异质结构件的直接制造。例如，在同一部件内实现硬质耐磨表面与柔性减震核心的集成，这在仿生结构设计和极端工况下的密封件设计中具有重要意义。 第三部分：精密加工与表面工程 本部分关注于对制造精度和产品服役性能的极致追求。 第七章：超精密加工误差的量化与补偿 深入分析了决定零件最终精度的多源误差模型，包括机床结构误差、刀具磨损误差、热误差和装夹误差。重点介绍了误差补偿技术的最新进展，如基于激光干涉仪的实时误差测量与反向运动学补偿算法。内容涵盖了纳米级表面粗糙度（Ra值）的生成机理与控制手段。 第八章：高速切削与刀具技术创新 探讨了高速、高转速切削加工中的热-力耦合效应，以及如何通过优化切削参数和几何形状来降低切削力、延长刀具寿命。本章详细介绍了PCD（聚晶金刚石）和立方氮化硼（CBN）等超硬刀具材料在难加工材料切削中的应用，以及先进的刀具涂层技术（如类金刚石DLC涂层）如何显著提升刀具的耐磨性和抗粘刀性。 第九章：先进表面改性技术 关注于提升机械零部件的表面硬度、耐磨损性和抗腐蚀性。详细介绍了等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、磁控溅射等薄膜沉积技术，并对比了热喷涂技术（如HVOF）在制备高密度、低孔隙率陶瓷涂层方面的优势。特别讨论了在微机电系统（MEMS）器件中对表面摩擦学性能的精细调控方法。 第四部分：仿真、优化与智能控制 本部分聚焦于如何利用计算工具实现设计到制造的闭环优化。 第十章：有限元分析（FEA）的高级应用 超越静态结构分析，本章深入讲解了显式动力学分析在碰撞、冲击、爆炸模拟中的应用，以及多物理场耦合分析（热-力-电耦合）在电机、传感器设计中的关键作用。重点强调了材料本构模型的准确选择与标定在保证仿真结果可靠性上的极端重要性。 第十一章：拓扑优化与生成式设计 介绍了基于成熟度度量（如应力水平、刚度要求）的拓扑优化算法，用于确定材料的最佳分布形态。在此基础上，探讨了生成式设计的概念，即利用人工智能驱动的迭代过程，根据多目标约束（强度、重量、可制造性）自动生成满足特定性能要求的创新结构。本章强调了如何将优化结果无缝转化为增材制造的G代码。 第十二章：基于模型预测控制（MPC）的机床运动控制 介绍了先进的控制理论在提高复杂数控机床（CNC）动态性能中的应用。MPC通过预测未来一段时间内的系统行为，实时计算出最优的控制输入，有效抑制了周期性误差和外部干扰。本章还涉及了机床热膨胀的在线补偿模型，以确保在长时间加工中维持亚微米级的定位精度。 本书的撰写严格遵循工程实践导向，理论阐述力求严谨而又不失清晰，力图为读者搭建一座从基础理论迈向尖端工程实践的坚实桥梁。书中大量的案例分析和对比实验数据，均来源于一线工程项目的实战经验总结。

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这本书的印刷质量实在是让人眼前一亮，纸张厚实，装帧结实耐用，一看就是能经受得住反复翻阅的考验。封面设计简洁大方，那种经典的深蓝色调配上清晰的白色字体，给人一种专业、可靠的初步印象。我特别喜欢它在版式上的处理，图文排布疏密有致，不会让人感到拥挤。每一个电路图的线条都绘制得极其精准、锐利，即便是那些复杂的接线和元件符号，也都能看得清清楚楚，没有丝毫的模糊或重影。这对于需要长时间盯着图纸进行实际操作的人来说，简直是太重要了。相比我以前买的一些教材，这本书在细节上处理得更为用心，比如一些关键的标注和注释，都采用了不同的字体或颜色来区分，极大地提升了阅读的效率。装订处也非常牢固，即使我把它完全摊平放在工作台上，书脊也没有出现任何松动的迹象。这种对物理质量的重视，真的体现了出版方对知识载体的尊重，让人在学习之余，也能享受到阅读的愉悦感，感觉物有所值。

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从内容的覆盖面来看，这本书的广度令人惊喜。它似乎不仅仅满足于基础知识的罗列，而是深入到了不同应用场景下的具体要求。我注意到，它对不同行业的标准件符号都有所涉猎，不像有些书只局限于通用标准。比如，对于工业控制中的继电器回路，它用了相当大的篇幅进行剖析，详细解释了不同类型触点的含义和使用场合，这对于想从事自动化领域的朋友来说，绝对是份宝贵的资料。此外，书中对一些新兴技术在图纸表达上的变化也有所体现，这使得这本书的“保鲜期”相对较长，不会很快就显得过时。每次翻阅，总能在不经意间发现一些自己之前忽略的细节知识点，比如某个特定元件在不同制式图纸中的细微区别。这种包罗万象的深度和广度，让它更像是一本工具书，而不是单纯的教材，随时可以拿出来作为参考手册查阅。

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这本书在逻辑结构上的安排堪称教科书级别的范本。它的章节编排是经过深思熟虑的，从最基础的线条、图形定义开始，逐步过渡到单一元件的识别，再到组合电路的分析，最后才是复杂的系统图。这种由浅入深、螺旋上升的知识结构，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。阅读过程中，不同章节之间的关联性处理得非常好，比如你在学习了某个滤波电路的符号后，马上就能在后续的电源部分看到它的实际应用，知识点之间是相互印证、相互强化的。我尤其欣赏作者在章节过渡时使用的“承上启下”的段落，它们像是无形的桥梁，自然而然地引导读者的思维进入下一个主题，使得整个阅读过程一气呵成，很少有跳跃感或断裂感。这种精心设计的认知路径，对于构建完整的知识体系非常有帮助。

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这本书的附录和索引部分做得非常人性化，这常常是被很多技术类书籍所忽视的细节，但恰恰是这些细节决定了工具书的实用价值。索引部分做得极其详尽，查询某个特定的元件符号或者术语，只需要在后面扫一眼就能精准定位到具体的页码，比电子检索还要快捷方便。附录中收集的各种标准尺寸对照表、常用阻值表以及各国电气符号的对比汇总，简直是救命稻草般的存在。我记得有一次在现场遇到一个陌生的进口设备图纸，一时半会分辨不出某个符号的含义，幸好这本书的附录里正好有相应的国际标准对照，让我迅速解决了燃眉之急。这些实用的“周边材料”，极大地扩展了本书作为学习工具的实用边界，让它不仅仅停留在理论层面，而是成为了一个全方位的现场工作助手。

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这本书的叙述风格非常贴近初学者，完全没有那种高高在上的学术腔调，而是像一位经验丰富的老师傅在手把手地教你。作者的语言组织非常有条理，总能把那些抽象的电学原理，通过生动、具体的例子给解释透彻。比如，在介绍某个逻辑门电路时，他会先从生活中的类比入手，让你对功能有个直观的理解，然后再深入到符号和工作原理，这种层层递进的讲解方式，让我这个基础薄弱的人也能跟得上。尤其是那些关键概念的提炼，总能用最精炼的语言概括要点，让人印象深刻。我发现自己阅读起来几乎不需要频繁地查阅其他资料来辅助理解，这在很大程度上节省了我的学习时间。更赞的是，很多章节后面都附带了“动手实践提示”或者“常见误区解析”，这些内容虽然不是核心理论，但却是实战中真正需要的“润滑剂”，能有效避免我们在实践中走弯路。

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