机械设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:247

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出版时间:2007-8

价格:26.00元

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isbn号码:9787533147983

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• 机械设计
• 机械工程
• 工程基础
• 机械原理
• 设计基础
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• 制造业

现代流体力学前沿与应用 图书简介 本书全面、深入地探讨了现代流体力学领域的核心理论、前沿进展及其在工程实践中的广泛应用。全书内容涵盖了从经典的基础理论到最新的计算流体力学（CFD）技术，旨在为读者构建一个系统、完整且与时俱进的流体力学知识体系。 第一部分：流体力学基础与理论深度剖析 本部分着重夯实读者对流体力学基本原理的理解，并逐步深入到更复杂的理论层面。 第一章：流体力学的基本概念与描述 本章从物质的连续性假设出发，详细阐述了流体的本构关系、流场的基本描述方法（如欧拉描述和拉格朗日描述）。重点讨论了流场的物质导数、速度梯度张量及其在分析流体运动中的重要性。此外，本章还引入了流场中的保守量、守恒律的微分形式和积分形式，为后续的分析打下坚实的基础。对流体粘性、牛顿流体和非牛顿流体的区分与特性进行了细致的介绍。 第二章：不可压缩流动的控制方程 本章集中探讨了在工程中应用极为广泛的不可压缩流体流动问题。详细推导了质量守恒方程（连续性方程）和动量守恒方程（纳维-斯托克斯方程）在不可压缩情况下的简化形式。利用伯努利方程的严格推导和适用范围分析，解释了流体静力学和简单动力学问题。通过引入流函数（Stream Function）和速度势函数（Velocity Potential），系统阐述了二维无旋流动和二维不可压缩势流的解析解法，包括共形映射法在处理复杂边界问题中的应用。 第三章：粘性流动的基本特性与边界层理论 粘性是流体力学中最关键的物理特性之一。本章深入剖析了粘性应力张量，并着重讲解了著名的普朗特边界层理论。详细推导了边界层方程，并利用普朗特-卡门积分方程分析了平板上的均匀流附着和分离现象。本章还包含了对有限雷诺数流动特性的分析，例如圆柱绕流和翼型绕流中的分离点、尾流的形成与发展，为理解实际工程中的阻力与升力机制提供理论支撑。 第四章：可压缩流动基础 本部分转向对气体动力学——即可压缩流动的研究。详细阐述了流体的等熵流动，包括音速的形成与临界截面的概念。核心内容集中在激波理论，系统分析了正激波和斜激波的结构、强度和能量损失。对等熵膨胀和压缩过程中的流量变化进行了深入分析，并引入了克拉佩龙关系和流函数图解法，以应对跨声速和超声速流动中的复杂现象。 第二部分：先进流动现象与分析技术 本部分将理论推导扩展至更复杂的物理现象，并引入了现代分析工具。 第五章：湍流理论与统计分析 湍流是自然界和工程中最普遍的流动状态。本章从描述湍流脉动、雷诺时均化（RANS）方程的推导入手，详细解释了湍流的特性——随机性、三维性和耗散性。重点讨论了湍流的尺度分离，如大涡模拟（LES）和雷诺应力模型（RSM）的基本思想。本章还介绍了湍流边界层中的速度分布律和对数律，以及湍流混合过程中的动量和能量传递机制。 第六章：流动不稳定性与转捩 本章探究了流动从稳定层流转变为复杂湍流状态的内在机理。详细分析了著名的泰勒-库埃特流动（Taylor-Couette Flow）和瑞利-泰勒不稳定性（Rayleigh-Taylor Instability）的线性稳定性理论。通过对扰动波的增长率和模态分析，揭示了流动失稳的临界条件，这对于理解自然对流、化学反应器中的混合以及航空器表面的气动加热至关重要。 第七章：流固耦合作用（FSI） 本章作为前沿交叉学科内容，探讨了流体动力载荷与固体结构响应之间的相互作用。介绍了流固耦合问题的数值求解方法，包括单向耦合和双向耦合。详细分析了颤振、抖振等结构动力学现象，并结合实例（如风力涡轮机叶片、桥梁结构）说明了FSI分析在保障结构安全中的关键作用。 第三部分：计算流体力学（CFD）方法与应用 本部分聚焦于现代工程分析中不可或缺的数值模拟技术。 第八章：CFD的数值基础 本章介绍了求解流体力学偏微分方程的数值方法。核心内容包括有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）的基本原理。重点详细阐述了对流项和扩散项的离散化技术，例如迎风格式、中心差分和高阶精度格式。同时，对数值格式的稳定性和收敛性进行了严格的分析，讨论了时间推进格式（如欧拉法和龙格-库塔法）的选择与应用。 第九章： Navier-Stokes 方程的求解算法 本章深入探讨了商业CFD软件背后的核心求解器。详细介绍了压力-速度耦合算法，如SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）及其改进型（SIMPLEC, PISO）。对于非定常流动，本章探讨了时间步长的选择标准和亚迭代策略。此外，还介绍了处理高雷诺数流动中对流项主导问题的特殊算法，例如基于源项的离散化技术。 第十章：高级CFD模型与工程实践 本章将理论与实践紧密结合。首先，系统地比较了RANS、LES和DNS三种主流湍流模型的适用场景、精度和计算成本。其次，探讨了多相流动的模拟技术，如欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型及其在气泡、液滴或颗粒流中的应用。最后，通过多个工业案例（如航空器外形优化、换热器内部流动、燃烧室模拟），展示了如何根据工程需求选择合适的物理模型、网格策略和边界条件，实现高效且准确的流场预测。 本书结构严谨，理论推导详实，并辅以丰富的实例和前沿视角，是高等院校流体力学专业师生、航空航天、能源动力、土木工程等领域研发人员的理想参考书。

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说实话，这本书的实用性让我有些惊喜，尤其是在齿轮传动和轴系设计那一块的处理方式，简直就是一本活的“设计字典”。我最近正好在做一个小型减速箱的设计项目，书里关于齿轮的啮合几何、强度计算以及制造公差的推荐标准，直接拿来套用，效率极高。作者没有停留在传统的理论计算上，而是非常注重“工程化”的思维。比如，书中专门辟出一个版块讨论了不同润滑方式对轴承寿命的影响，并且给出了不同负载等级下的油品选择建议，这些都是教科书里很少会深入探讨的实操细节。此外，书后附带的附录部分，包含了大量常用的标准件规格表和材料性能对照表，省去了我频繁查阅国家标准的麻烦。这让我觉得，这本书不仅仅是理论的传授者，更像是一位经验丰富、手把手的工程前辈，指导我如何将图纸上的数字转化为现实中可靠运行的机械部件。

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这本书的作者在“故障诊断与维护”这方面的见解非常独到，这完全颠覆了我对传统“设计基础”教材的刻板印象。通常这类书只教你如何“设计出不会坏的机器”，而这本书却花了不少篇幅教你如何“当机器出了问题时该怎么思考”。比如，在分析振动和噪音时，书中不仅有傅里叶分析的基础，还有大量关于传感器选型和信号采集的入门知识，这对于现代工业维护人员来说是极其实用的。我尤其喜欢作者提出的“设计鲁棒性”的概念，它不仅仅指结构强度，更涵盖了系统在复杂工况下抵抗未知干扰的能力。通过几个著名的工程事故案例分析，作者巧妙地将“设计失误”与“维护盲点”串联起来，促使读者从一个更宏观、更负责任的角度去看待自己的设计工作。这种超越基础计算、直指工程实践核心难点的教学方法，让这本书的价值提升了好几个档次，绝对是工具书中的精品。

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我这次购买《机械设计基础》完全是冲着它在行业内积累的口碑去的，听说这本书的理论深度在业内是出了名的扎实。然而，当我真正开始研读第一章关于材料力学基础的部分时，我不得不承认，它的难度确实超出了我的预期。作者对于应力、应变、强度和刚度的阐述，逻辑链条非常严密，几乎没有任何跳跃性的思维过程，每一个结论的得出都基于前置的严谨推导。特别是对于疲劳破坏和蠕变这两种复杂失效模式的分析，书中引用了大量的实验数据和破坏案例来佐证理论模型，这种细致入微的讲解方式，让原本抽象的概念变得可触可感。不过，这也意味着它需要读者投入大量的时间去消化和理解，不是那种可以走马观花快速浏览的书籍。我感觉这本书更像是为有一定工程背景的在职工程师或高年级学生准备的进阶参考资料，对于完全零基础的新人来说，可能需要配合其他的入门读物才能更好地跟上节奏。它的价值在于其深度和广度，足以支撑一个人进行深入的研究和设计工作。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了深邃的哑光黑，配上烫金的“机械设计基础”几个字，沉稳中透着一股专业气息。翻开内页，纸张的质感也相当不错，光滑却不反光，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。而且，内容排版上看得出设计者的用心，图文并茂的布局，复杂的机械结构图清晰易懂，那些理论公式的推导过程被清晰地拆解开来，让人感觉不像是在啃一本枯燥的教科书，更像是在阅读一本精心制作的工程手册。特别是对于我们这些初学者来说，书中的插图不仅美观，更重要的是准确性极高，每一个细节的标注都到位，这在很多同类书籍中是很难得的。我特别欣赏作者在章节开头设置的“知识点速览”和结尾的“动手实践建议”，这些小小的设计，极大地提高了学习效率，让人能够快速抓住重点，并思考如何将理论应用于实际操作中。总的来说，这本书的物理呈现和版式设计，已经成功地为接下来的学习打下了一个非常好的心理基础，让人充满了阅读的欲望和信心。

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这本书的“历史感”和“体系性”非常突出，它似乎努力想为读者勾勒出整个机械设计学科发展的脉络。在讲解连杆机构时，作者并没有直接抛出标准的瞬心法，而是先回顾了早期机械师们如何通过图解法尝试解决运动传递问题，这种叙事手法非常高明，它让你体会到我们现在使用的公式和方法是经过多少代人的智慧沉淀和修正才形成的。阅读过程中，我能感受到作者对学科传统的尊重和对科学精神的推崇。唯一让我感到略微不足的是，在涉及新兴的制造技术，比如增材制造（3D打印）对结构设计影响的部分，内容略显单薄，篇幅占比很小，似乎更侧重于传统减材制造的范畴。尽管如此，其对经典机构学、机械连接件（如螺栓连接的预紧力分析）的系统梳理，仍然奠定了坚实的理论基础，这种对根基的深挖，是任何快速迭代的技术书籍所无法比拟的。

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