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出版者:

作者:李海英,王立芳

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2008-4

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787118054927

丛书系列:

图书标签:

• 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

工业设计与先进制造技术研究 图书名称： 工业设计与先进制造技术研究 内容提要： 本书深入探讨了现代工业设计理念在产品开发中的核心地位，并系统阐述了支撑这些设计的先进制造技术。全书结构严谨，内容涵盖面广，旨在为工程技术人员、设计专业学生以及对前沿制造技术感兴趣的读者提供一本全面而深入的参考读物。 第一部分：现代工业设计理论与方法论 本部分聚焦于设计思维的演进及其在产品生命周期中的应用。我们首先回顾了工业设计从纯粹的美学造型向功能集成、用户体验导向转型的历史脉络。重点分析了设计驱动型创新（Design-Driven Innovation）的理论基础，强调设计如何成为企业核心竞争力的源泉。 第一章：设计思维与用户中心设计（UCD） 本章详细解析了设计思维的五个阶段：移情（Empathize）、定义（Define）、构思（Ideate）、原型（Prototype）和测试（Test）。我们不仅仅停留在理论层面，而是通过大量的案例研究，展示了如何运用人种学研究、情境观察、需求层级分析等工具，精准捕捉隐性用户需求。特别探讨了“挑战空间”与“解决方案空间”的有效切换，确保设计方向的准确性。此外，本章还深入比较了以人为本的设计（HCD）与用户体验（UX）设计在产品界面和交互层面的差异与融合，探讨了无障碍设计（Accessibility Design）在当代产品设计中的伦理与技术要求。 第二章：产品形式语言与材料美学 本章侧重于产品形式的构成要素及其传达的意义。探讨了形态学、比例关系、韵律感和视觉平衡在工业产品中的应用。我们分析了不同文化背景下对“美”的理解差异，并讨论了如何通过产品形态语言来塑造品牌形象。材料美学部分，详细介绍了新材料（如生物基材料、高强度复合材料）在提升产品质感、实现可持续设计目标方面的潜力。通过对表面处理技术（如精密阳极氧化、PVD镀膜）的分析，揭示了表面工艺如何影响最终用户对产品质量的感知。 第三章：设计过程管理与跨学科协作 成功的工业产品往往是多学科知识集成的结果。本章着重于设计项目管理流程的优化。讨论了敏捷设计（Agile Design）框架在快速迭代产品开发中的应用，并详细介绍了如何构建高效的跨职能团队，包括设计师、工程师、市场营销专家和供应链管理者之间的有效沟通机制。本章特别提出了“设计可行性评估模型”（Design Feasibility Assessment Model, DFAM），用于在设计早期阶段量化技术实现的难度和成本风险，从而避免后期设计返工。 第二部分：先进制造技术与设计赋能 本部分是本书的技术核心，重点介绍支撑现代工业设计实现的关键制造技术，特别是数字化和增材制造技术如何彻底改变产品结构和材料使用方式。 第四章：数字化建模与仿真技术 本章详细讲解了从概念草图到最终工程图纸的数字化流程。首先回顾了参数化设计与直接建模技术的优劣对比。随后，深入探讨了计算机辅助工程（CAE）在设计验证中的核心作用，包括有限元分析（FEA）在结构强度、热应力、模态分析中的应用，以及计算流体力学（CFD）在气动/流体性能优化中的部署。本章特别关注了“设计-仿真一体化”的工作流，强调仿真分析不再是后期的验证手段，而是贯穿设计过程的持续反馈机制。 第五章：增材制造（3D打印）的技术深度解析 增材制造是当代制造业最具颠覆性的技术之一。本章系统分类介绍了主流的增材制造技术，包括选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、立体光刻（SLA）和材料喷射成型（Material Jetting）。针对每种技术，本书从材料兼容性、打印精度、后处理要求和成本效益等方面进行了细致的对比分析。更重要的是，本章详细阐述了“面向增材制造的设计”（Design for Additive Manufacturing, DfAM）原则，如晶格结构设计、轻量化拓扑优化以及复杂内部流道的设计，展示了如何利用增材制造突破传统减材制造的结构限制。 第六章：高精度与柔性制造系统 本部分关注大规模生产中的精度控制和生产线的灵活性。详细介绍了数控（NC）加工的高级应用，特别是五轴和多任务加工中心的编程策略与刀具路径优化，以实现复杂曲面零件的高效率制造。在柔性制造方面，本书深入分析了工业机器人（六轴及以上）在自动化装配、焊接和表面处理中的集成应用。我们引入了“数字孪生”（Digital Twin）概念，展示了如何通过实时数据反馈，对生产线进行动态调度和工艺参数的自适应调整，从而在保持高精度输出的同时，实现小批量、多品种的快速切换。 第七章：新材料的制造挑战与前沿应用 本章探讨了前沿材料（如高熵合金、碳纳米管增强聚合物、陶瓷基复合材料）从实验室走向工业化生产所面临的制造难题。重点分析了如何通过粉末冶金技术、反应烧结以及熔融沉积技术（FDM/FFF）对这些新型材料进行高效、可控的塑性成形。讨论了如何通过精确控制制造过程中的热力学和动力学参数，以保证最终部件的微观组织结构和宏观力学性能达到设计要求。 结论与展望 全书最后总结了设计与制造的深度融合趋势，预示着未来产品开发将更加依赖于数据驱动的决策和高度定制化的制造能力。本书旨在激励读者超越传统界限，以系统性的视角看待产品开发的全过程。 目标读者： 机械、产品、艺术设计等相关专业的高年级本科生及研究生 从事产品研发、工艺优化、质量控制的工程师 追求创新和效率提升的制造企业管理者 对未来科技与工业发展趋势感兴趣的专业人士

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这本书，恕我直言，简直是为那些对宇宙的宏大叙事充满好奇，却又对物理学的具体计算感到头疼的“理论梦想家”量身定做的。我拿到手的时候，本以为能看到一些关于如何优化齿轮箱效率、如何选择合适的轴承材料的实用建议，毕竟书名听起来非常“工程”。结果呢？它带我进行了一场横跨星际尺度的哲学漫游。作者似乎对“基础”二字的理解，与我们这些在车间里摸爬滚打的工程师有着天壤之别。书中花了大量的篇幅探讨了“结构之美”与“功能之和”之间的辩证关系，甚至引用了古希腊哲学家对完美几何体的痴迷，来类比现代机械系统的设计原则。这种对纯粹美学的追求，固然高雅，但在我急需解决一个疲劳断裂问题时，这些形而上的讨论显得格外飘渺。它更像是一本艺术评论集，而非工程手册，读完后，我更倾向于去博物馆欣赏达芬奇的手稿，而不是去改进我的数控程序。可以说，这本书成功地将严肃的工程主题，提升到了一个几乎需要通过冥想才能领悟的境界，对于想快速提升实战技能的读者来说，这无疑是一次精神上的洗礼，却也是一场实践上的迷失。

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阅读此书的体验，可以用“云里雾里”来概括。它给人的感觉是，作者掌握了所有的专业术语，但却刻意将它们悬置在理论的空中楼阁之上，拒绝将它们锚定到任何可操作的现实世界中。例如，在介绍材料强度时，书中用了一整章的篇幅来探讨“人类感知极限与材料断裂强度的心理关联”，描述了早年间工程师们在面对金属疲劳时所产生的“恐惧感”以及这种恐惧如何影响了早期的安全系数设定。这种对心理学和人类学视角的偏爱，使得核心的材料力学知识几乎无处遁形。我翻遍了目录，没找到任何关于“疲劳寿命预测模型”的详细介绍，只有一些关于古代工匠如何通过敲击声来判断金属质量的轶事。这本书更像是一本高级的“反工程学宣言”，它成功地让你对你所学的技术知识产生了深深的怀疑，让你开始质疑那些被奉为圭臬的计算公式是否仅仅是人类集体心理构建的幻觉。对于一个需要设计一个能承受高载荷的机构的人来说，这本书提供的帮助，约等于零。

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说实话，我在这本书里寻找到了某种奇异的“信息真空”。如果说有些书是内容太多让人消化不良，那么这本书的特点就是“信息密度极低”。它像一个经过了过度美化的PPT，每页都有大片的留白，配上一些非常抽象、几乎无法测量的定性描述。例如，在讨论材料选择时，它不会告诉你具体的屈服强度或弹性模量，而是用“材料的内在坚韧性”和“对环境的隐忍程度”这类词汇来代替。我翻阅了关于传动装置设计的那几章，发现里面充斥着大量的比喻和类比，试图将复杂的机械运动用生物学的概念来解释——比如将连杆机构比作昆虫的腿部运动，将齿轮啮合比作植物的向光性生长。这种文学化的表达方式，无疑展现了作者非凡的文字功底，但作为一本技术读物，它给我的感觉是，作者极力回避一切需要严谨计算的环节。我读完后，对“如何设计一个能用的联轴器”依然毫无头绪，但我现在可以非常优美地描述一个联轴器在概念层面上如何“寻求平衡”。这简直是对工程学精神的一种温和的颠覆。

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这本书的“基础”二字，显然是指“哲学基础”而非“工程基础”。我是在一个专业培训班上被要求阅读的，结果发现，这本书更像是给艺术评论家准备的入门读物。它完全摒弃了图纸和标准化的表达方式，转而采用了一种极度碎片化的叙事结构，让人联想到意识流小说。每一章的过渡都像是随机跳转，上一页还在讨论应力集中，下一页可能突然跳跃到中世纪对永动机的痴迷。最让我感到困惑的是，书中对“效率”的定义似乎是颠覆性的。在传统工程学中，效率是输出功与输入功的比值，是衡量优劣的硬指标。但这本书里，作者似乎将“热量损失”视为一种“能量的优雅释放”，将“结构冗余”视为一种“对未来不确定性的哲学储备”。因此，任何追求极致性能的设计，在作者的笔下都成了“短视的、缺乏远见的表现”。对于我们这些被KPI和性能指标驱动的工程师来说，这本书简直是一剂强力的镇静剂，它让人慢下来，慢到几乎停止思考实际的生产问题。

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拿到这本厚厚的书，我的第一感觉是，这绝对是为历史学家准备的。我期待的是清晰的图示、明确的公式推导，以及现行国家标准的引用，毕竟我们谈论的是“机械设计基础”。然而，这本书的叙事风格与其说是教科书，不如说是一部追溯工业革命早期技术思想流变的长篇论文。它花费了接近三分之一的篇幅，去考证18世纪末英国纺织机设计者们的思维模型，讨论了蒸汽机发明初期，工程师们在面对“功率”与“可靠性”冲突时所做的非理性决策。对于每一个关键的机械原理，作者都用历史的烟尘去覆盖，让我们去体会“当时的人们是如何思考的”，而不是“我们现在应该如何做”。这种对历史背景的过度沉迷，使得核心的力学知识点被稀释得近乎透明。我试图从中找到关于摩擦学或润滑理论的任何具体指导，却只看到了一堆关于早期矿物油提炼工艺的文献摘录。对于一个急需掌握现代设计规范的初学者来说，这本书就像一个沉浸式的历史剧场，演员们很投入，灯光也很到位，但舞台上展示的工具，早就被时代淘汰了。

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