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出版者:江苏科学技术出版社

作者:汤姆·德恩顿

出品人:

页数:461

译者:

出版时间:2005-4

价格:40.0

装帧:平装

isbn号码:9787534545108

丛书系列:

图书标签:

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机械工程与材料科学前沿探析 图书名称： 机械工程与材料科学前沿探析 图书简介： 本书系统梳理了当前机械工程与材料科学领域最前沿的研究方向、关键技术与未来趋势。全书内容深度融合了理论基础、先进制造工艺、智能系统集成以及高性能材料的开发与应用，旨在为工程师、研究人员及高年级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识框架。 本书共分为六大部分，涵盖了从基础理论到实际工程应用的广阔范围。 第一部分：先进制造工艺与数字化转型 本部分聚焦于工业 4.0 时代背景下，制造技术所经历的革命性变革。我们详尽阐述了增材制造（3D 打印）技术在复杂结构件、功能梯度材料制备中的应用潜力与挑战。特别关注了激光熔融沉积（LMD）、电子束熔化（EBM）等关键工艺的参数优化、微观结构控制及其对宏观力学性能的影响。 此外，本部分深入探讨了超精密加工技术。内容涵盖了微/纳米级加工误差的机理分析、刀具路径的智能规划以及在线监测与反馈控制系统的构建。我们将传统数控（NC）技术与人工智能算法相结合，研究了如何实现对复杂曲面和微结构的高效、高精度复制。 在数字化方面，本书重点介绍了数字孪生（Digital Twin）技术在机械系统生命周期管理中的应用。从物理设备的实时数据采集、模型构建、仿真预测到优化决策的全流程进行了细致的剖析，阐释了如何利用数字孪生平台实现远程诊断、预测性维护和生产流程的柔性化重构。 第二部分：高性能结构材料的创新与表征 材料是机械系统的基石。本部分集中探讨了为应对极端工况（如超高温、高应力、强腐蚀环境）而开发的新型结构材料。 高温合金与陶瓷基复合材料（CMC）： 详细分析了新一代镍基、钴基高温合金中晶界强化机制、微观相变控制技术。对于 CMC 而言，我们探讨了纤维/基体界面设计对材料抗热震性和抗氧化性能的关键作用，以及热障涂层（TBCs）的先进制备技术。 轻量化材料： 本部分对先进铝合金（如高熵铝合金）、镁合金及其表面处理技术进行了深入研究。着重分析了搅拌摩擦焊（FSW）等固态连接技术在异种金属连接中的优势，以及如何通过表面改性来提升轻质金属的耐磨性和抗疲劳性能。 材料的先进表征技术： 涵盖了同步辐射光源（SR）技术在材料内部应力场、缺陷演化过程中的应用，以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子尺度缺陷识别中的最新进展。 第三部分：智能系统与机电一体化控制 本部分聚焦于机械系统如何与电子、信息技术深度融合，实现自主化和智能化。 先进机器人学与运动控制： 探讨了柔顺机器人（Compliant Robotics）的设计原理，如串联/并联柔顺机构、人工肌肉驱动器的应用。在控制算法层面，本书详细介绍了模型预测控制（MPC）、自适应控制以及基于深度强化学习（DRL）的复杂轨迹规划与鲁棒控制策略，特别是在人机协作（Cobots）场景下的安全交互机制。 嵌入式系统与实时传感： 阐述了高性能微控制器（MCU）与现场可编程门阵列（FPGA）在处理高速传感器数据和执行复杂控制算法中的作用。重点介绍了光纤传感、压电传感等非电磁干扰型传感技术在恶劣环境下的可靠性应用。 系统健康监测（SHM）： 本部分详细介绍了基于振动分析、声发射（AE）和无损检测（NDT）技术的结构健康评估方法。通过建立特征提取模型与故障诊断树，实现对机械部件早期损伤的精准定位和寿命预测。 第四部分：流体力学与能源转换中的应用 本部分关注流体动力学在能源、环境及先进装备中的应用。 湍流模型与计算流体力学（CFD）： 深入分析了高保真湍流模拟方法，如大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在复杂流动结构（如分离流、回流区）中的精度验证。并将这些模型应用于航空器气动外形优化和高效换热器的设计。 新能源驱动技术： 详细分析了下一代电动驱动系统中的热管理挑战。涵盖了电池热管理系统（BTMS）中先进冷却介质（如纳米流体）的应用，以及电机电磁与热场的耦合分析，以提高电驱动系统的功率密度和可靠性。 第五部分：可靠性工程与结构优化设计 本部分强调如何在设计阶段就嵌入可靠性、耐久性和轻量化的多目标优化理念。 拓扑优化与形态学设计： 介绍了基于应力分布和载荷条件的点阵结构设计方法。重点讨论了在增材制造约束下，如何通过拓扑优化实现材料最优布局，达到减重与结构强度的最佳平衡。 疲劳与断裂力学： 结合实验数据与数值模拟，分析了多轴疲劳载荷下的损伤累积模型。深入探讨了裂纹萌生与扩展的微观机制，以及应力集中区域的寿命预测方法，特别是针对焊接结构和连接件的评估。 第六部分：前沿交叉学科展望 本部分对未来十到二十年的技术发展进行了展望。内容涉及生物启发式设计（Bio-inspired Design），如模仿昆虫结构实现高能效运动机构；以及量子计算在材料设计模拟中的潜在突破，这些都将为传统机械工程带来颠覆性的变革。 总结： 《机械工程与材料科学前沿探析》力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁，是相关领域专业人士与学者的必备参考资料。

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这本《汽车电气与电子系统》真是一本让我醍醐灌顶的宝典！我一直对汽车内部那些复杂精妙的电路和传感器充满好奇，但传统的教材总给我一种枯燥乏味、晦涩难懂的感觉。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它的叙述方式极其生动，仿佛作者是一位经验丰富的老技师，耐心地手把手教你拆解每一个系统。比如，在讲解现代汽车的CAN总线通信时，它没有直接抛出复杂的协议栈，而是先从一个日常生活中常见的“信息传递”场景入手，用类比的方式清晰地勾勒出数据如何在车辆的各个ECU之间高效、可靠地流动。更让我惊喜的是，书中对一些关键技术的历史演进都有所涉及，比如从机械点火到电子点火的飞跃，再到如今的智能电池管理系统（BMS），这种纵深感让读者不仅知其然，更能知其所以然。对于我这种非科班出身的爱好者来说，它提供了足够的深度去理解技术原理，又保持了足够的广度来把握整个系统的脉络。书中大量的图解和流程图简直是神来之笔，很多我在线上论坛摸索许久都未能完全理解的概念，在图文并茂的解析下瞬间豁然开朗。这本书的价值在于，它成功地架起了一座理论与实践之间的桥梁，让抽象的电子知识变得有迹可循，真实可感。

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这本书的排版和用词，流露着一股沉稳而可靠的气质，这与汽车电子领域对精确性的要求是高度契合的。我特别欣赏它在处理术语时所采取的策略——首次出现时给出详尽的定义和英文缩写，后续则自然流畅地使用，使得阅读体验非常顺滑，没有频繁被打断的感觉。例如，涉及到网络安全模块（SecOC）的加密握手过程时，它没有采用晦涩的密码学术语，而是用“密钥交换的信任建立过程”来描绘，使得即便我对信息安全不甚熟悉，也能迅速把握其核心目的——确保信息在传输过程中不被恶意篡改或窃听。全书的逻辑推导非常流畅，章节之间的衔接自然而然，仿佛是在讲述一个完整且环环相扣的故事。它没有那种为了炫耀技术深度而堆砌生僻词汇的倾向，而是以读者的认知曲线为中心，步步为营地构建知识体系。对于希望系统化掌握汽车电气电子技术，并将其应用于未来职业规划的读者而言，这本《汽车电气与电子系统》绝对是一次物超所值的投资。

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说实话，刚拿到这本《汽车电气与电子系统》时，我抱着将信将疑的态度。我之前尝试过几本号称“入门级”的汽车电子书籍，结果不是过于偏重理论公式推导，就是内容停留在上世纪八十年代的技术水平，完全跟不上现在新能源汽车日新月异的步伐。但这本书的编排结构着实让我眼前一亮。它极其贴合当前的行业热点，特别是对高压电力系统和热管理部分的阐述，可以说是当前市面上同类书籍中的佼佼者。作者在描述电池包的绝缘监测、充放电控制逻辑时，所采用的逻辑递进非常巧妙，不是简单地罗列规范，而是深入到失效模式和安全冗余的设计哲学层面。读起来感觉像是被一位严谨的系统架构师带着进行一次深度访谈。它不仅仅告诉你“这个部件是什么”，更重要的是告诉你“为什么必须这样设计，如果不这样做会有什么后果”。这种从“是什么”到“为什么”的深度挖掘，极大地提升了阅读的层次感。而且，书中对诊断流程的描述非常务实，包含了故障码的读取逻辑、传感器信号的范围校验，甚至连示波器在实际测量中需要注意的探头衰减补偿都提到了，这对于动手实践的读者来说，无疑是巨大的福音。

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这本书给我最大的震撼，在于其内容的前瞻性和对复杂概念的“解耦”能力。现在的汽车电子系统，融合了软件定义汽车（SDV）的理念，涉及到大量的嵌入式系统和网络安全问题，这对于传统机械背景的工程师来说是个巨大的挑战。然而，《汽车电气与电子系统》在这方面展现了惊人的驾驭能力。它没有回避这些高深莫测的领域，反而用一种非常“软”的方式引入了嵌入式控制器的基础架构，比如对微控制器（MCU）的内核、存储器结构做了精炼的概括，然后自然过渡到驱动电机的FOC（磁场定向控制）原理。最赞的是，书中对软件层面的描述，如AUTOSAR架构的简要介绍，没有陷入冗长和参数堆砌，而是用清晰的层级图展示了不同软件层之间的接口关系，让你能快速抓住核心框架，而不是被技术细节淹没。对于我这种希望从传统汽车技术向智能电动转型的人来说，这本书提供了一个非常扎实且面向未来的知识基石。它就像一个高精度的导航仪，能帮你定位在当前汽车电子技术版图上的位置，并指明通往更前沿领域的方向。

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我得承认，在翻阅这本书之前，我对汽车中的电子控制单元（ECU）的理解仅停留在“一个黑盒子”的层面，知道它负责控制某个功能，但对其内部的数据处理和决策逻辑一无所知。《汽车电气与电子系统》彻底打破了我的这种刻板印象。这本书在讲解传感器和执行器接口时，展现出一种近乎艺术的严谨。比如，处理模拟信号的A/D转换精度、抗干扰能力的滤波算法、以及PWM信号在控制执行器时的占空比解析，作者都做了极为细致的探讨。它并非仅仅停留在教科书式的描述，而是深入到了信号完整性和电磁兼容性（EMC）的层面。书中关于不同屏蔽层和接地设计如何影响信号质量的论述，让我意识到了看似微小的设计选择，在高速运转的汽车环境中可能带来的巨大后果。这种对“细节决定成败”的深刻理解，是阅读其他普通读物难以获得的。读完后，我再看任何一个汽车电子元件的规格书，都会多一层敬畏和理解，知道每一个参数背后都凝聚了复杂的工程智慧和对环境适应性的考量。

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