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出版者:

作者:薛澄岐

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2008-6

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787564112479

丛书系列:

图书标签:

• 工业设计
• CAID
• 计算机辅助工业设计
• 设计软件
• 产品设计
• 数字化设计
• 设计流程
• 工程制图
• 创新设计
• 设计工具

精密制造的脉络：现代机械工程中的材料与工艺选择 书籍简介 本书聚焦于现代机械工程领域中，材料科学与先进制造工艺的深度融合与实际应用。旨在为工程技术人员、高级技工以及相关专业学生提供一套全面、深入且极具实操性的知识体系，用以指导复杂机械系统的设计、选型与生产实施。 本书的结构围绕“从宏观材料选择到微观性能调控，再到复杂零件的成型与后处理”这一逻辑链条展开。我们深知，在严苛的工作环境下，一个零件的可靠性不仅仅取决于其设计蓝图，更依赖于其所用材料的内在潜能和所经历的制造过程的精准控制。 第一部分：工程材料的深度剖析与智能选型 本部分首先对当前工业界主流的几大类工程材料进行详尽的论述，并引入了基于性能指标、成本效益及环境影响的综合决策模型。 1. 结构钢与特种合金的演进： 详细阐述了从传统碳素钢、低合金钢到高强度钢（如DP钢、TRIP钢）的性能飞跃。重点分析了晶界结构、相变过程（如贝氏体、马氏体转变）如何影响材料的屈服强度、韧性与疲劳寿命。在特种合金部分，我们将深入探讨镍基高温合金（如Inconel系列）在航空航天热端部件中的应用机理，解析其蠕变和热腐蚀抵抗能力的微观基础。对于钛合金，则侧重于其在生物医学植入物和高比强度结构件中的冶金学特性。 2. 先进聚合物与复合材料的结构力学： 阐述高性能工程塑料（如PEEK、PPSU）在替代金属材料中的潜力与局限。重点在于理解分子链结构如何决定材料的粘弹特性和抗化学溶胀能力。复合材料部分，我们将着重分析碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）的铺层设计理论（如经典层合板理论，CLT）。书中包含了大量关于界面粘结强度、纤维与基体之间载荷传递效率的案例分析，强调缺陷（如孔隙率、脱层）对整体结构可靠性的灾难性影响。 3. 功能性材料的集成设计： 本章不再将材料视为纯粹的承载体，而是将其视为系统功能的一部分。讨论了压电材料在传感器和执行器中的应用，以及形状记忆合金（SMA）如何实现结构形态的自适应控制。针对导热材料，我们对比了传统热沉材料与新型石墨烯/氮化硼基导热界面的热流密度承载能力。 第二部分：精密成形技术与过程控制 材料被选定后，如何经济、高效且精准地将其塑造成所需几何形状，是工程实践的核心挑战。本部分着重于现代精密制造中的关键技术。 4. 传统塑性加工的能效优化： 对冷/热锻造、深冲和辊压工艺进行深入分析。我们不再停留在基础的应力-应变关系上，而是引入了有限元分析（FEA）在预测模具应力集中、回弹效应和残余应力分布中的应用。特别关注了“近净形成形”技术如何通过优化材料流动路径，显著减少后续的切削余量，降低能耗。 5. 现代连接技术与异种材料连接： 焊接技术是基础，但本书侧重于激光焊、电子束焊等高能量密度输入技术在深厚度材料连接中的优势。更具前沿性的是对固态连接技术（如搅拌摩擦焊，FSW）的详细剖析，尤其在铝锂合金和异种金属（如钢铝连接）的接头性能保障方面的研究。此外，对高强度结构胶粘剂和机械紧固件的协同应用模型进行了探讨，以应对复合材料对传统热连接的挑战。 6. 先进增材制造（AM）的工艺窗口调控： 聚焦于选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术。本书细致分解了粉末床的预热温度、激光扫描策略（如跳步、填充密度）对最终部件的微观组织（如柱状晶生长、再结晶）的影响。书中提供了大量关于孔隙率控制图谱和各向异性力学性能预测的实用数据，指导工程师如何通过工艺参数的精确调控，实现接近或超越传统工艺的材料性能。 第三部分：表面工程与可靠性保障 制造过程的结束并非可靠性的终点，表面的质量和长期服役环境的适应性是决定零件寿命的关键因素。 7. 表面改性和强化技术： 详述了热处理工艺的精细化控制。例如，对渗碳、渗氮层的深度、硬度和过渡区的梯度变化进行精确的数值模拟与实验验证。在表面涂层技术方面，本书重点介绍了等离子喷涂（HVOF）和物理气相沉积（PVD）技术在制备耐磨、耐腐蚀涂层（如TiN, CrN）中的工艺窗口。对于极端工况，我们讨论了高能束表面改性技术（如激光熔覆）如何局部改变材料的表层成分和晶体结构，以抵抗疲劳裂纹的萌生。 8. 腐蚀与疲劳的协同作用分析： 本章整合了材料科学与结构力学的知识，探讨了应力腐蚀开裂（SCC）和氢脆现象在工程结构中的预防策略。通过对断口形貌学的深入分析，帮助读者区分纯疲劳断裂、腐蚀疲劳以及蠕变断裂的特征，从而追溯失效的根本原因。书中包含了针对不同介质和载荷组合下的寿命预测模型（如Miner法则的修正版本）。 本书的特色在于其强烈的“以问题为导向”的实践性，它避免了过于抽象的理论堆砌，而是通过大量的工业案例、参数化表格和工艺流程图，为读者构建起一套从材料到成品的完整、可执行的工程决策框架。它不是关于如何使用软件进行虚拟设计，而是关于如何理解物理过程，从而在真实的生产环境中做出最优化的材料和工艺选择。

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从语言风格来看，这本书的作者显然是一位经验丰富的教育者，他的叙述严谨、逻辑性强，非常适合作为课程教材。每一章的结构都非常清晰，知识点的承接过渡自然流畅。但这种高度的规范性，在一定程度上削弱了其作为一本“行业前沿参考书”的魅力。我原本希望能捕捉到一些行业内资深专家私下交流时才会透露的、关于商业决策与技术取舍的权衡艺术。比如，在面对预算紧张时，设计师如何在功能完整性和技术先进性之间做出痛苦的让步，以及这些让步如何影响了最终产品的市场表现。书中对这些商业现实的描绘显得有些回避或过于程式化。它构建了一个完美的工业设计技术世界，但这个世界似乎缺少了现实世界中那种永恒存在的资源约束和市场压力带来的“摩擦力”。总而言之，它是一本扎实的教科书，但对于寻求突破和行业内幕的资深人士而言，可能需要寻找更多来自实践一线的、更具“硝烟味”的论述。

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这本书的排版和图示质量确实达到了行业内的高水准，许多复杂的概念图解做得非常清晰易懂，这一点必须给予肯定。特别是那些关于人机交互界面（HMI）设计的章节，配图非常精美，能够帮助读者直观理解视觉层面的逻辑。不过，我个人对用户体验（UX）设计的技术实现路径更感兴趣。我期待看到关于复杂数据可视化、沉浸式技术（如VR/AR）在工业设计评审中的应用潜力，或者更细致地讲解如何利用眼动追踪数据来优化产品布局。这本书中对这些新兴技术只是一笔带过，似乎是将它们视为未来的“可能性”，而非当前可以立即部署的“实用工具”。这让我感到有些脱节，因为在我的工作领域，我们已经开始尝试用VR进行远程原型评审了，而这本书仿佛停在了十年前的技术讨论会上。它提供的工具箱很结实，但缺少了能应对未来挑战的那些“高科技扳手”。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳的墨绿色调搭配烫金的字体，散发出一种专业而又不失典雅的气质。我一直对工业设计的底层技术抱有浓厚的兴趣，尤其是在数字化工具日益普及的今天，如何将设计理念高效、精准地转化为实际产品，这中间的技术支撑至关重要。我原本期待这本书能在诸如先进的参数化建模、拓扑优化算法的实际应用案例上能有更深入的探讨，比如如何利用最新的AI驱动的设计迭代工具来缩短研发周期。遗憾的是，我翻阅了目录和前几章的内容，似乎重点聚焦在更基础的软件操作层面，对于那些驱动未来设计革新的前沿计算方法，着墨不多。这就像是拿到了一本高级烹饪用具的使用说明书，但缺少了那些能让菜肴升华的分子料理技术解析。我希望能看到更多关于设计自动化、智能制造与设计协同的深度分析，而不是停留在软件界面的介绍。这本书的侧重点似乎更偏向于一个工具操作指南，而非一个技术趋势的深度剖析，对于我这种追求技术内核的读者来说，略显浅尝辄止。

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我一直相信，一本好的专业书籍应该能够激发读者的批判性思维，引导我们去质疑现有范式。在这方面，这本书的表现中规中矩，但算不上卓越。它详细描述了“如何做”，但很少深入探讨“为什么现在要做这个，以及未来会不会有更好的替代方案”。例如，在讨论产品生命周期管理（PLM）系统集成时，书中强调了数据的一致性，这固然重要，但却没有深入探讨当前主流PLM系统在处理非结构化设计数据（如草图、概念模型）时的固有缺陷，以及如何用更灵活的技术架构来弥补这些不足。我期待的是一场关于技术选型的深度辩论，而不是一份详尽的官方指南。对于那些渴望挑战现状、寻找技术盲区和创新机会的读者来说，这本书似乎提供了一张过于平滑的路线图，缺少了崎岖的山路和隐藏的宝藏。

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读完这套书的前半部分，我最大的感受是，它在理论框架的构建上做得相当扎实，对于初入行的新人绝对是一份不错的入门读物。作者似乎非常注重基础知识的系统性梳理，从设计思维的哲学基础讲起，逐步过渡到具体的流程管理。然而，当涉及到实际项目中的“痛点”和“突破口”时，书中的论述就显得有些过于理想化和宏观了。举例来说，书中提到了跨部门协作的重要性，但对于如何在实际项目中协调工程、市场和设计三方之间常常产生的利益冲突和标准不一的问题，缺乏具体的、可操作的解决方案或案例分析。我一直在寻找那种能让人拍案叫绝的“秘籍”——比如，某个大型跨国公司是如何通过特定技术手段解决了供应链柔性制造与设计迭代之间的矛盾。这本书更多提供的是教科书式的标准流程，缺乏那种在真实工业环境中摸爬滚打出来的“野路子”或颠覆性的技术整合视角。它为我们搭好了地基，但通往顶层的电梯似乎还没安装。

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