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页数:270

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出版时间:2008-4

价格:26.80元

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isbn号码:9787040240061

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• 自动检测
• 缺陷检测
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• 机器视觉
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《机械设计基础与创新实践》 图书简介 面向新时代的机械工程学入门与实践指南 在当代工业体系中，机械设计始终是驱动技术进步和制造业发展的核心动力。随着新材料、先进制造工艺以及数字化技术的飞速发展，传统的机械设计理论和方法正面临深刻的变革。《机械设计基础与创新实践》正是为适应这一时代需求而精心编写的一本全面、深入且极具实践指导意义的教材与参考书。本书旨在为机械工程、机电一体化以及相关工程领域的学生、工程师和技术人员，提供一个坚实的理论基础和广阔的创新视野。 本书的编写摒弃了纯粹的理论堆砌，而是紧密结合现代工程实践中的典型案例和前沿技术，力求在严谨的科学体系下，激发读者的工程思维和创新能力。 --- 第一部分：机械设计理论的坚实基石 本部分系统梳理了机械设计领域不可或缺的经典理论，确保读者对工程力学、材料科学与机械零件的性能有深刻的理解。 第一章：机械设计的基本原则与方法论 本章首先界定了机械设计在整个工程系统中的地位和作用，深入剖析了现代机械设计流程的迭代变化，强调了面向对象设计（Object-Oriented Design）和基于模型的系统工程（MBSE）在早期设计阶段的重要性。讨论了可靠性工程、人机工程学以及环境适应性设计作为贯穿整个设计过程的基本约束。着重介绍了如何从实际需求出发，构建系统的功能分解结构（Functional Decomposition）和工作原理模型。 第二章：机械零件的受力分析与材料选择 本章聚焦于机械设计中的核心问题：载荷评估与材料匹配。详细阐述了静力学、动力学载荷的精确计算方法，包括冲击系数、变载荷下的疲劳损伤累积理论（如Miner法则的现代修正模型）。在材料科学方面，本书超越了传统的碳钢和铸铁范畴，深入探讨了高性能工程塑料、复合材料（如碳纤维增强聚合物CFRP）以及先进金属合金（如高熵合金）在特定工况下的性能表现、加工特性和成本效益分析。特别设立了“失效分析入门”章节，通过剖析常见断裂、磨损和腐蚀失效案例，强化材料选择的经验和教训。 第三章：连接件的设计与优化 连接技术是机械结构强度的关键所在。本章对螺纹连接、铆接、焊接和胶接进行了详尽的对比分析。在螺栓连接方面，重点讨论了预紧力的精确控制、螺纹的抗松动技术（如自锁结构、胶粘剂应用），以及在高温或高振动环境下的连接可靠性设计。焊接部分则引入了现代无损检测技术（NDT）在质量控制中的应用标准。 第四章：运动与驱动系统的基础设计 本章覆盖了实现机械运动的核心要素。从最基础的齿轮传动系统入手，详细解析了直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆的强度校核与精度等级选择，并引入了人造齿面修正技术在提高传动效率和降低噪音方面的应用。对于轴系设计，本书强调了临界转速分析、轴的刚度校核，以及轴承的寿命预测和润滑系统的优化选型，涵盖了滚动轴承、滑动轴承及新型磁悬浮轴承的应用场景。 --- 第二部分：现代制造与创新设计实践 本部分将理论知识与现代制造技术紧密结合，引导读者进行面向制造的设计（DFM）和面向装配的设计（DFA），并探索前沿的创新设计方法。 第五章：摩擦、磨损与润滑理论的深化应用 本章深入探讨了摩擦学在提高机械系统效率中的核心地位。详细阐述了接触应力理论，并引入了润滑剂的流变学特性，包括边界润滑、混合润滑与流体动力润滑状态的判断标准。重点介绍了干摩擦与自润滑材料（如PTFE、MoS2改性材料）在精密仪器和真空环境中的应用。通过案例研究，指导读者如何设计有效的密封系统以应对极端工况。 第六章：柔性机构与机构学的拓展 超越传统的连杆机构，本章着重探讨了柔性铰链、弹性元件的设计与分析。弹性铰链在微纳定位系统中的应用，以及如何利用有限元分析（FEA）精确预测柔性机构的运动学和动力学特性。同时，对并联机构（如Stewart平台）的运动学求解与控制策略进行了概述，展示了它们在复杂运动控制中的巨大潜力。 第七章：面向增材制造（Additive Manufacturing, AM）的设计准则 增材制造正在重塑机械零件的结构形态。《机械设计基础与创新实践》专门设立章节介绍“拓扑优化”和“点阵结构”的设计理念。读者将学习如何利用软件工具对传统零件进行轻量化重构，并掌握针对SLM（选择性激光熔化）或EBM（电子束熔化）工艺的壁厚限制、残余应力控制和后处理工艺选择，实现传统方法无法达到的结构复杂度和性能集成。 第八章：振动、噪声控制与动态特性优化 机械系统的动态行为是衡量其性能和寿命的关键指标。本章从单自由度、多自由度系统的振动模型出发，系统讲解了系统的固有频率、模态分析。着重介绍了主动和被动隔振技术的设计，包括如何通过质量块配置或阻尼器优化来抑制特定频率的共振。噪声控制方面，探讨了噪声源识别技术及其在机械结构声学优化中的应用。 --- 第三部分：系统集成与前瞻性工程思维 本部分着眼于跨学科集成，培养读者构建复杂机电系统的能力。 第九章：机电系统集成与控制接口设计 现代机械不再是孤立的，它必须与电子和控制系统无缝集成。本章指导读者如何进行驱动器（电机、液压/气动执行器）选型、反馈传感器的布局与标定，以及如何根据控制系统的带宽要求来设计机械结构的刚度和阻尼特性，确保闭环控制的稳定性和响应速度。探讨了伺服系统的机械系统匹配性问题。 第十章：工程项目管理与创新思维的实践 本章提供工程实践的软技能指导。内容涵盖标准化的设计文档编制（BOM、工程图纸的GD&T应用）、设计评审（DR）的有效组织，以及风险评估。最后，本书以开放性的案例研究收尾，鼓励读者运用所学知识，结合当前工业4.0、智能制造的前沿趋势，提出具有原创性的机械系统解决方案。 本书特色： 理论与实践并重： 每个章节均配有详细的工程实例和参数化计算示例。 面向前沿： 深度整合了增材制造设计、拓扑优化和新材料应用。 图示化教学： 采用大量的工程图、结构剖面图和仿真结果图，帮助直观理解复杂概念。 《机械设计基础与创新实践》是您从理论学习走向独立工程创新的坚实阶梯。

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这本书的参考文献部分，是我最欣赏其严谨性的体现之一。我习惯性地会去查阅一些关键概念的出处，发现作者在引用国际权威期刊和重要行业标准的方面做得非常到位。这显示出他并非只是在整合二手资料，而是对该领域的研究前沿有着深刻的理解和追踪。更重要的是，他并没有止步于引用已有的成果，而是通过大量的图表和对比分析，清晰地指出了当前技术路线的局限性所在，并提出了自己对未来发展趋势的独到见解。比如，关于机器视觉在超高速检测中的局限性分析，他给出的替代方案虽然还在探索阶段，但其逻辑推理是无懈可击的，激发了我强烈的进一步研究的欲望。一本好的技术书籍，不仅要教会你如何做，更要告诉你“为什么这样做”，以及“未来还能怎么做”，这本书完美地做到了这一点，让人读完后不仅有“学会了”的满足感，更有“开启了新世界”的兴奋感。

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我是一名长期在制造业一线工作了十多年的工程师，对各种检测方案都有过实际操作和踩坑的经验。市面上很多书籍都是学院派的产物，它们完美地描述了理想状态下的系统性能，但在面对现实世界中的灰尘、震动、光照变化这些“脏数据”时，往往束手无策。这本书最打动我的地方，就在于它对“鲁棒性”的关注。作者并没有回避这些实际难题，反而花了大量的篇幅去讨论如何设计一个能在恶劣工况下依然保持高准确率的检测系统。我特别留意了关于传感器选型和数据预处理那一章，里面详细对比了几种主流传感器的优劣势，以及针对不同噪声环境的滤波策略，给出的建议非常具体，甚至精确到了某个参数的取值范围。这种“接地气”的论述，让我感觉作者不仅懂理论，更是在一线摸爬滚打出来的，他分享的经验是金子般的宝贵财富，直接可以指导我接下来的项目优化工作。

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这本书的装帧设计真是令人眼前一亮，封面那种磨砂质感的处理，握在手里有一种沉甸甸的踏实感。我本来是抱着随便翻翻的心态买的，毕竟现在市面上的技术书籍，要么过于理论化，堆砌着晦涩难懂的公式，要么又过于浅尝辄止，蜻蜓点水。然而，拿到手里这本书，光是翻开第一页，那种细致的排版和清晰的图文布局，就让人感觉作者是真正用心去思考了读者的阅读体验。内页的纸张质量也非常好，即便是长时间阅读，也不会觉得眼睛很疲劳。我尤其欣赏的是它在章节划分上的巧妙安排，知识点的过渡非常自然，没有那种生硬的跳跃感，感觉就像是在听一位经验丰富的导师娓娓道来，循循善诱。虽然我还没来得及深入研究每一个技术细节，但从目前的阅读感受来看，这本书在信息呈现的“美学”上，已经超越了许多同类书籍，让人在学习知识的同时，也能享受到一种阅读的愉悦。这种对细节的关注，往往预示着内容本身的扎实程度。

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这本书的结构安排，体现出一种非常清晰的逻辑递进关系，绝非东拼西凑。它似乎遵循了一种“需求定义—核心原理—关键技术—系统集成—未来展望”的完整闭环构建思路。让我印象深刻的是它在讨论“系统集成”部分时，不仅提到了软件接口的标准化问题，还深入探讨了不同硬件平台之间的通信协议兼容性，这通常是许多书籍会忽略的环节，因为这部分内容往往涉及具体的供应商和技术标准，容易过时。但是这本书对此的阐述却保持了足够的普适性，它教你的是“如何思考兼容性问题”，而不是简单罗列当前的某几个协议。这种前瞻性的引导，让我相信这本书的生命力会更长久。它不仅仅是一本技术手册，更像是一套系统工程方法论的教材，指导我们如何从宏观角度去规划一个完整的检测项目，而不是仅仅关注某一个孤立的技术点。

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说实话，我一开始对这本书的期望值并不高，毕竟“自动检测”这个领域听起来就非常专业和枯燥，我担心它会是一本只有专业人士才能看懂的天书。然而，深入阅读了前几章后，我发现作者的叙述方式简直是化繁为简的大师。他似乎有一种魔力，能将那些原本需要复杂数学背景才能理解的概念，用极其生活化的比喻和逻辑链条串联起来。比如，他对某个核心算法的解释，竟然用了一个大家都很熟悉的生产线品控的例子来阐述其工作原理，一下子就让我这个非科班出身的人茅塞顿开。更绝的是，书中穿插了大量实际工程案例的剖析，这些案例不仅是理论的应用展示，更像是“事故回顾”和“最佳实践指南”，里面提到了很多在实际项目中容易被忽略的“坑”。这种由浅入深、理论与实践紧密结合的写法，极大地降低了入门的门槛，让我感觉自己真的可以逐步掌握这门技术，而不是被淹没在术语的海洋里。

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