Handbook of Valves and Actuators pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Nesbitt, Brian

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2007-6

价格:$ 231.65

装帧:Pap

isbn号码:9781856174947

丛书系列:

图书标签:

• 阀门
• 执行器
• 工业控制
• 流体控制
• 机械工程
• 自动化
• 阀门技术
• 执行器技术
• 管道系统
• 工程设计

机械设计与流体控制前沿技术探析 本书旨在为广大工程技术人员、科研学者以及高年级工科学生提供一个全面、深入且与时俱进的机械系统设计与流体控制技术参考框架。本书聚焦于当代工业领域对高效能、高可靠性以及智能化流体驱动与调控设备的需求，系统梳理了从基础理论到尖端应用的完整知识体系。 --- 第一部分：现代机械设计理论与仿真优化 本部分着重探讨现代机械系统在面对严苛工况和日益提高的性能标准时所应遵循的设计哲学与方法论。我们摒弃了传统的经验主义设计，转而强调基于多物理场耦合分析的理性设计流程。 第一章：高级材料选择与结构完整性分析 本章深入探讨了适用于极端载荷、高温、高压及腐蚀性介质环境的新型工程材料。内容涵盖高性能合金（如镍基、钛基合金）的微观结构、疲劳寿命预测模型（包括低周疲劳与高周疲劳的区分分析）以及蠕变行为的评估。此外，详细介绍了基于有限元分析（FEA）的应力集中点识别、断裂力学基础及其在关键结构件寿命评估中的应用。重点阐述了如何通过材料的表面改性和热处理工艺来显著提升部件的耐磨损和抗疲劳性能。 第二章：动力学响应与振动控制技术 现代机械装置的运行速度和精度要求不断提高，使得动力学问题成为设计中的核心挑战。本章系统讲解了旋转机械（如高速齿轮箱、转子系统）的临界转速分析、不对称载荷下的动力学响应建模。讨论了主动式与被动式振动抑制技术，包括阻尼器的优化配置、模态分析在故障诊断中的应用，以及如何利用数值方法精确模拟瞬态冲击载荷下的系统行为。 第三章：面向制造的设计（DFM）与增材制造集成 本章超越了传统的设计规范，将制造约束和装配效率纳入设计决策的核心。详细分析了精密铸造、高精度数控加工（CNC）的工艺限制对设计几何形状的影响。特别关注了增材制造（3D打印）技术在复杂内部结构设计（如晶格结构、拓扑优化结果的实现）中的巨大潜力与挑战，包括打印过程中的残余应力控制和后处理对性能的影响。 --- 第二部分：流体动力学基础与系统集成 本部分构筑了理解所有流体控制装置工作机理的理论基石，并将其扩展至复杂的工业流体系统集成层面。 第四章：粘性流体流动理论与边界层控制 本章深入研究了不可压缩和可压缩流体在管道、通道内的复杂流动现象。重点解析了湍流模型（如RANS、LES）在工程计算中的选择与应用，以及如何通过优化流道几何形状来最小化压降和能量损失。内容包括边界层分离的预测与控制策略，以及在高速流动中处理激波和热效应的数值方法。 第五章：能量传递与热流耦合分析 在许多高功率密度应用中，机械系统的热管理至关重要。本章探讨了流体介质（如冷却液、润滑油）与固体结构之间的热交换机理。详细介绍了计算流体力学（CFD）中热边界条件的处理，包括自然对流、强制对流和辐射换热的联合求解，以确保关键部件的工作温度在安全和最优范围内。 第六章：过程控制理论在流体系统中的应用 本章将控制工程的原理直接应用于流体参数（压力、流量、液位）的调控。系统回顾了经典PID控制器的整定方法（如Ziegler-Nichols法），并扩展至更高级的先进控制策略，如模型预测控制（MPC）和鲁棒控制，以应对流体系统固有的非线性和时滞特性。 --- 第三部分：精密机械组件设计与动态性能评估 本部分聚焦于构成复杂流体控制系统和精密机械装置的核心执行元件和关键部件的设计细节与动态行为分析。 第七章：精密机械密封技术与摩擦学 密封是确保系统长期稳定运行的关键。本章细致分析了不同类型密封（如填料密封、唇形密封、迷宫式密封）的工作原理、失效模式及其寿命预测。深入探讨了摩擦学原理在设计中的应用，包括润滑剂的选择标准、接触应力分析以及如何通过表面纹理化来优化动密封的性能和减少功耗。 第八章：机械传动系统的效率与可靠性设计 本章关注能量从动力源到执行端的有效传递。详细分析了高精度齿轮副、轴承系统的设计参数，如齿形优化、接触斑点的分析、润滑膜厚度的计算。同时，探讨了连杆机构和凸轮机构在实现复杂运动轨迹时的动力学反作用力分析与平衡设计。 第九章：传感器与信号处理在状态监测中的集成 随着工业物联网（IIoT）的发展，对机械状态的实时感知成为常态。本章介绍了用于测量压力、流量、温度、振动的先进传感器技术，包括压电、光纤和MEMS技术。重点阐述了数字信号处理（DSP）技术在从传感器原始数据中提取有价值信息（如频率特征分析、波形识别）中的应用，为预测性维护提供数据基础。 --- 第四部分：系统集成、故障诊断与智能运维 本部分将前述所有模块的知识融汇贯通，探讨如何构建一个高效、可维护的整体系统，并引入前沿的智能技术。 第十章：系统集成与接口兼容性工程 在大型项目中，不同子系统的接口设计至关重要。本章讨论了机械、电气和流体接口的设计标准化、兼容性验证流程。涉及管路布局的应力分析、电磁干扰（EMI）的防护设计，以及如何确保软件、硬件在不同平台间的无缝数据交换。 第十一章：基于特征工程的故障诊断方法 本章侧重于故障的早期发现和定位。系统介绍了从时域、频域到时频域（如小波分析）的信号特征提取技术。详细阐述了如何通过构建“健康基线模型”与实时数据进行对比，从而识别出磨损、松动、泄漏等早期故障特征，并将其转化为可操作的维护指令。 第十二章：数字化孪生与预测性维护框架 本章展望了机械系统维护的未来方向。详细描述了如何通过高保真仿真模型结合实时运行数据，构建设备的数字化孪生体（Digital Twin）。阐述了如何利用该孪生体进行“假设情景分析”（What-If Scenarios），优化维护策略，实现从定期维护向基于状态的预测性维护的转变，最大化设备生命周期价值。 总结： 本书内容组织严谨，逻辑层次分明，理论深度与工程实用性并重。它不仅是理解现有机械与流体控制技术的坚实基础，更是引导读者掌握面向未来工业4.0挑战的先进设计、分析与运维工具的权威参考资料。

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