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页数:38

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出版时间:2008-1

价格:5.00元

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isbn号码:9787504568250

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图书标签:

• 机械基础
• 机械原理
• 机械设计
• 工程力学
• 习题集
• 教材
• 练习册
• 机械工程
• 高等教育
• 大学教材

机械设计与制造前沿技术探索 一本面向未来工程师与技术爱好者的深度解析 作者： 知名机械工程专家团队 出版社： 科技创新出版社 --- 书籍核心内容概述： 本书并非传统的机械原理或材料力学教材，而是专注于当前机械工程领域最前沿、最具颠覆性的技术发展与应用实践。我们跳脱出基础理论的重复阐述，直击工业 4.0 时代对工程师提出的全新要求，旨在为读者构建一个面向未来十年的技术视野。全书结构严谨，内容新颖，力求将复杂的尖端技术以清晰、实用的方式呈现。 第一部分：增材制造（3D 打印）的深度融合与优化 本部分深入探讨了增材制造技术从原型制作向最终产品制造转型的关键瓶颈与突破口。 1.1 超越FDM/SLA：前沿金属打印技术剖析 选区激光熔化（SLM）与电子束熔化（EBM）的工艺参数精细调控： 详细分析了影响零件微观结构、残余应力及最终机械性能的关键变量，如扫描策略、激光功率密度与离线过程监控技术。 多材料异构打印（Hybrid Additive Manufacturing）： 探讨如何将增材制造与传统减材制造（CNC）或材料沉积技术结合，实现不同材料、不同晶体结构的部件一体化成型，重点关注界面结合的冶金学机制。 实时质量控制与闭环反馈系统： 介绍利用高频红外热像仪、光电倍增管（PMT）阵列等实时监测熔池行为，并自动调整工艺参数以保证每一层沉积质量的先进技术。 1.2 拓扑优化驱动的结构设计革命 基于性能指标的逆向设计流程： 不再依赖经验公式，而是完全基于载荷工况、边界条件和制造约束（包括各向异性制造限制）进行结构生成。 轻量化与刚度/强度平衡的极限探索： 案例研究展示了如何将拓扑优化应用于航空航天结构件（如蜂窝状桁架、点阵结构），实现重量降低 40% 以上，同时保持甚至提升疲劳寿命。 第二部分：智能制造与工业互联网的协同效应 本部分聚焦于如何利用信息技术（IT）与运营技术（OT）的深度融合，实现制造过程的自感知、自决策和自优化。 2.1 数字化孪生（Digital Twin）在机械系统中的应用 从静态模型到动态仿真： 讲解如何构建高保真度的物理资产数字孪生体，实时同步传感器数据，用于预测性维护（PdM）和“假设-如果”（What-If）场景模拟。 虚拟调试与工艺流程优化： 探讨在物理产线启动前，利用数字孪生进行机器人路径规划、物流调度和人机交互界面的预验证，大幅缩短项目周期。 2.2 先进传感与边缘计算在设备健康管理（PHM）中的实践 高频振动信号处理与故障特征提取： 深入讲解傅里叶变换、小波分析在识别轴承、齿轮早期磨损信号中的应用，以及如何有效区分环境噪声与机械故障信号。 边缘侧的机器学习部署： 介绍将轻量化神经网络模型部署在现场控制器或数据采集单元（DAQ）上，实现毫秒级的故障预警，避免数据传输延迟。 第三部分：先进材料科学与功能性表面工程 本部分关注如何通过材料的本质特性改进与表面功能化，来应对极端工作环境的挑战。 3.1 新型复合材料与梯度材料的制备与性能 碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）的连接技术： 重点讨论超声波焊接、激光焊接、以及基于粘接剂的连接方案在汽车和轨道交通领域的可靠性验证。 梯度功能材料（GRM）的制备： 探索通过粉末冶金、梯度烧结或扩散连接，实现材料硬度、韧性、耐磨性从表层到核心的平滑过渡，尤其在高速刀具和密封件中的应用。 3.2 纳米涂层与表面改性技术 类金刚石碳膜（DLC）的应用拓展： 不仅限于润滑，还探讨其在生物医学植入物、微机电系统（MEMS）中的减摩和耐腐蚀性能提升。 激光熔覆技术（Laser Cladding）的精密控制： 如何通过精确控制激光扫描速度和粉末送进率，在关键部位沉积高耐磨合金层，实现部件的“局部强化”，而非整体更换。 第四部分：面向高精度运动的控制系统设计 本部分侧重于驱动、执行与反馈回路的最新进展，特别是对动态响应速度和控制精度的要求。 4.1 伺服驱动器的高级算法与模型预测控制（MPC） 解耦控制策略在多自由度系统中的应用： 如何有效处理机械结构中普遍存在的运动耦合问题，例如龙门架或并联机器人的交叉耦合效应。 模型预测控制（MPC）在复杂轨迹跟踪中的优势： 比较传统PID控制和MPC在处理非线性、约束条件下的高速、高精度轨迹跟踪任务中的性能差异与工程实现难度。 4.2 机电耦合系统的动态分析与减振降噪 主动隔振系统设计： 介绍基于压电材料或电磁作动器的主动减振器，如何根据实时振动信号主动施加反相力来抵消外界激励。 高动态负载下的结构刚度优化： 结合有限元分析（FEA）和模态分析，识别并加固影响系统动态响应和颤振（Chatter）的关键结构节点。 --- 本书目标读者定位： 本书面向具有一定机械设计或制造基础的在职工程师、研究生以及致力于向高级研发岗位发展的技术人员。它假设读者已经掌握了基本的静力学、动力学以及材料基础知识，目标是迅速将读者的知识体系升级到工业界前沿应用层面。它不是一本基础的习题集，而是一本驱动创新思维的“工具箱”。

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