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出版者:机械工业出版社

作者:李庆军，王甲聚

出品人:

页数:265

译者:

出版时间:2009-5

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787111266365

丛书系列:

图书标签:

• 汽车发动机
• 发动机构造
• 发动机维修
• 汽车维修
• 汽车技术
• 机械工程
• 内燃机
• 汽车专业
• 汽修
• 车辆工程

机械之舞：现代工业设计原理与实践 引言：从概念到实体的转化 在当今高度发达的工业社会中，产品的设计与制造是推动技术进步和满足人类需求的基石。本书《机械之舞：现代工业设计原理与实践》并非关注单一机械部件的内部运作，而是致力于剖析一套完整的、跨越多个学科领域的系统性思维框架，用以指导如何将抽象的创意转化为具有实际功能、美观形态和高效生产力的实体产品。本书旨在为工程师、设计师以及技术管理者提供一个宏观的视角，理解现代工业设计背后的核心理论、方法论以及新兴趋势。 第一部分：设计思维的哲学基石 本部分深入探讨工业设计作为一种思维方式的本质。它超越了单纯的美学修饰，而是一种系统性的问题解决过程。 第一章：设计思维的演进与跨学科融合 我们将回顾工业设计从早期的功能主义到包豪斯，再到当代用户体验（UX）驱动的设计哲学的历史脉络。重点分析设计思维（Design Thinking）的五大核心阶段——共情（Empathize）、定义（Define）、构思（Ideate）、原型（Prototype）和测试（Test）——如何在复杂的工程项目中进行有效部署。本章强调，优秀的设计是将工程可行性、商业价值与用户需求三者进行有机结合的艺术。 第二章：人机工程学与可用性研究 成功的机械系统不仅要可靠运行，更要与操作者和谐共处。本章详细阐述人机工程学的基本原理，包括物理人体测量学、认知负荷模型以及环境适应性设计。我们将探讨如何利用生物力学数据来优化人机交互界面（HMI）的布局、操作杆的力矩反馈以及控制面板的视觉层级，确保即便是复杂的机械操作也能在最小的疲劳和错误率下完成。 第二章的延伸：社会文化对设计的影响 设计从来不是真空中的产物。本章将分析不同地域、不同文化背景下对产品形态、颜色、材质和安全标准的偏好差异，探讨全球化背景下如何进行“在地化”设计（Glocalization），确保设计方案在不同市场均能被接受和有效使用。 第二部分：先进材料科学与结构优化 工业产品的性能高度依赖于其所采用的材料及其结构形态。本部分将焦点放在材料科学的前沿进展以及如何通过结构优化来实现轻量化、高强度和长寿命。 第三章：高性能复合材料与增材制造的潜力 本书将详细介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）、金属基复合材料（MMC）以及智能形状记忆合金在现代机械结构中的应用。我们关注这些材料的失效模式、疲劳寿命预测以及在极端工况下的表现。此外，本章对增材制造（3D打印）技术，特别是选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）在复杂几何结构制造中的革命性影响进行了深入分析，讨论如何设计出传统减材制造无法实现的拓扑优化结构。 第四章：拓扑优化与有限元分析（FEA）的协同 结构设计的核心在于效率最大化和材料消耗最小化。本章讲解基于应力分布和载荷路径分析的拓扑优化方法。我们将展示如何利用先进的有限元分析软件（如Abaqus或Nastran）来模拟静态、动态和热载荷下的结构响应。关键在于理解网格划分的精度对结果可靠性的影响，以及如何根据FEA结果迭代修改设计边界条件，以实现材料的最佳分布。 第四章的聚焦：振动与噪声控制（NVH） 机械系统的稳定运行离不开对振动和噪声的有效管理。本章介绍动态特性分析，包括模态分析、瞬态响应分析和随机振动分析。重点讨论阻尼材料的选择、隔离系统的设计（如隔振器）以及主动噪声控制（ANC）技术在精密设备中的应用策略。 第三部分：制造工艺的集成与质量保证 优秀的设计必须能够以可控的成本和可靠的质量被制造出来。本部分连接了设计蓝图与实际生产线。 第五章：面向制造的设计（DFM）与装配的设计（DFA） 本章强调设计早期阶段就必须考虑制造的难易程度。我们将详细分析铸造、锻造、冲压以及精密加工（CNC）的工艺约束，例如拔模斜度、公差链的分配和表面粗糙度的经济性权衡。DFA部分侧重于减少零件数量、简化连接方式（如使用卡扣和自定位特征）以及优化装配顺序，从而显著降低制造成本和周期。 第六章：供应链管理与产品生命周期评估（LCA） 现代产品往往是全球协作的产物。本章探讨如何管理跨地域的供应商网络，确保关键原材料的质量一致性。更重要的是，我们将引入产品生命周期评估（LCA）的概念，从原材料开采、生产、使用到最终回收或报废的每一个环节进行环境影响分析，指导设计师选择更可持续的材料和工艺路径。 第七章：工业物联网（IIoT）与数字孪生 面向未来的设计必须具备可监测性和可预测性。本章介绍如何将传感器技术集成到机械系统中，利用工业物联网（IIoT）收集实时运行数据。在此基础上，构建设备的“数字孪生”（Digital Twin），用于模拟未来性能、预测潜在故障（基于异常数据分析）以及优化远程维护策略，实现产品从被动维护向主动预测性维护的转变。 结论：面向未来的系统集成 《机械之舞：现代工业设计原理与实践》最终呈现的，是一个将材料科学、计算模拟、人机交互和精益制造深度融合的整体框架。它引导读者超越对单个机械部件的深入了解，转而掌握如何设计出具有弹性、适应性和可持续性的复杂工程系统。本书的核心价值在于，它提供了一套通用的、可复用的方法论，以应对未来任何领域——无论是航空航天、精密仪器还是先进交通工具——所面临的设计挑战。

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作为一名日常驾驶者，我很少有机会接触到汽车的润滑系统，但这本书的讲解让我意识到了它的重要性。书中详细描述了机油是如何在发动机内部流动的，以及机油泵、机油滤清器、油底壳等部件的作用。我了解到，机油不仅起到润滑的作用，还能帮助冷却发动机、清洁内部积碳，甚至密封活塞环和气缸壁。书中还对不同等级的机油进行了介绍，比如粘度等级和API等级，这让我对如何选择适合自己爱车的机油有了更清晰的认识。我之前总是随便找个机油就用，现在才明白，选择错误的机油可能会对发动机造成潜在的损害。

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我一直认为，汽车的燃油供给系统是决定发动机性能和油耗的关键之一。这本书在这方面的内容给我留下了深刻的印象。它不仅仅是简单地介绍了化油器或电喷系统的区别，而是深入剖析了燃油是如何从油箱经过燃油泵、燃油滤清器，最终到达发动机内部的。对于电喷系统，书中详细解释了喷油嘴的工作原理、燃油压力调节器以及各种传感器（如氧传感器、空气流量计）的作用，以及它们如何协同工作，实现精确的燃油喷射。我特别对书中关于“空燃比”的讲解很感兴趣，它解释了为什么过浓或过稀的混合气都会导致发动机性能下降甚至损坏。这让我对“经济模式”和“动力模式”有了更深层次的理解，不再仅仅是简单的驾驶习惯差异。

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我一直对汽车的进排气系统感到好奇，特别是它们是如何影响发动机的“呼吸”的。这本书在这方面的内容让我大开眼界。它详细介绍了进气歧管、排气歧管、以及催化转化器等部件的作用。书中解释了为什么进气道的形状和长度对发动机的进气效率有很大影响，以及排气系统的设计如何影响发动机的动力输出和噪音控制。我了解到，催化转化器是现代汽车必不可少的部件，它能够将有害的尾气转化为无害的物质，对环境保护起着至关重要的作用。书中对不同类型的催化转化器也进行了介绍，这让我对汽车的环保性能有了更深的认识。

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我对汽车的电气系统一直感到有些畏惧，觉得那些复杂的电路图让人望而生畏。然而，这本书在介绍点火系统时，却用非常清晰的语言和图示，将这个复杂的系统变得容易理解。从火花塞产生电火花点燃混合气，到点火线圈储存和释放能量，再到点火提前角的重要性，我都得到了一个全新的认识。书中还介绍了不同类型的点火系统，比如传统的触点式和现代的电子式点火，并详细解释了它们的工作原理和优缺点。我尤其对书中关于“爆震”的解释印象深刻，它告诉我，不恰当的点火时机是导致爆震的主要原因之一，而爆震对发动机的损害是毁灭性的。

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我一直对汽车的冷却系统感到非常困惑，总觉得它比发动机本身要复杂一些。这本书在这方面的内容给了我很大的启发。它详细介绍了水冷系统和风冷系统的区别，以及水冷系统是如何通过冷却液的循环来带走发动机产生的热量的。其中，对水泵、节温器、散热器（水箱）以及冷却风扇的作用讲解得非常到位。我过去只是知道这些部件的存在，但并不清楚它们是如何协同工作的。这本书让我明白，节温器就像一个智能的“水门”，根据发动机的工作温度来控制冷却液的流量，确保发动机始终在最佳工作温度范围内运行。而散热器则是在空气的帮助下，将冷却液的热量散发出去，完成一个循环。我还了解到，冷却液的成分和浓度也非常重要，不同的环境温度需要不同配比的冷却液，这对我以后自己动手更换冷却液提供了非常有价值的参考。

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这本书在介绍发动机的“气门”和“凸轮轴”时，让我对发动机的“呼吸”有了更直观的认识。书中详细描述了气门是如何在准确的时间打开和关闭，以允许燃油混合气进入燃烧室，以及废气排出。凸轮轴则通过其特殊的形状，精确地控制着气门的开启和关闭时机。我了解到，气门的正时对于发动机的性能至关重要，一旦出现偏差，就会导致发动机动力不足甚至无法启动。书中还介绍了不同类型的气门机构，比如顶置气门和侧置气门，以及它们的工作原理和优缺点，让我对发动机的设计有了更全面的了解。

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我过去一直认为，发动机的“曲轴”和“飞轮”只是简单的旋转部件，但这本书让我认识到了它们的精妙设计。书中详细解释了曲轴是如何将多个活塞的往复运动转化为平稳的旋转动力，而飞轮则起到了储存能量和平衡转矩的作用。我了解到，曲轴的平衡性对于发动机的平稳运行至关重要，而飞轮的重量和尺寸也需要根据发动机的特性进行精确匹配。书中还提到了关于“曲轴箱”的设计，它不仅仅是一个承载曲轴的结构，还负责收集和过滤机油，以及排出窜气，让我对发动机的整体性有了更深的理解。

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最近我偶然翻到了一本关于汽车发动机构造与维修的书，虽然我不是专业的技师，但作为一名对汽车略有研究的爱好者，我一直对发动机这个“心脏”充满好奇。这本书的装帧很朴实，没有花哨的封面，但打开扉页，扑面而来的便是严谨的学术气息。作者似乎花了很多心思在内容的梳理上，从最基础的发动机原理开始，一步步深入到各个部件的详细构造，再到常见的故障诊断和维修方法。我尤其欣赏它在讲解原理时，不仅给出了文字描述，还配有大量的插图和示意图。这些图画不仅清晰，而且标注得非常详细，让我这个非专业人士也能相对容易地理解那些复杂的机械运作过程。比如，在讲解四冲程发动机的工作原理时，作者分别用图展示了进气、压缩、做功和排气这四个阶段，每个阶段的活塞运动、气门开关以及燃油混合气的变化都描绘得淋漓尽致。这比单纯的文字描述要直观得多，也更容易记住。

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我一直对汽车发动机的“活塞”和“连杆”这两个部件非常感兴趣，它们是发动机运转的“核心”。这本书对它们的工作原理进行了非常细致的讲解。我了解到，活塞在气缸内上下往复运动，并通过活塞环与气缸壁形成密封。连杆则将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。书中对活塞和连杆的材质、尺寸精度以及它们之间的配合间隙都进行了详细的描述，这让我明白，微小的尺寸差异都可能对发动机的性能产生巨大的影响。我还学到了关于“活塞环”的知识，它不仅仅是简单的密封件，还有刮油和导热的作用，让我对这些看似简单的部件有了新的认识。

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在日常用车过程中，我偶尔会听到发动机发出一些奇怪的噪音，但却不知道是什么原因。这本书关于发动机的常见故障诊断与维修部分，为我提供了一个很好的参考。它将各种故障现象（如怠速不稳、加速无力、异响等）与可能的原因一一对应，并提供了初步的检查方法。虽然我可能无法自己动手进行复杂的维修，但至少能够对问题有一个大概的了解，并且在与维修技师沟通时，能够更加清晰地描述问题，避免被“忽悠”。书中关于“漏气”的诊断尤其详细，它介绍了如何通过听诊器、肥皂水等方法来判断发动机是否存在漏气现象。

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