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页数:336

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出版时间:2009-5

价格:49.80元

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isbn号码:9787111270775

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• 实用指南

精装巨著：《现代工程设计与制造实践：从概念到实现的全景解析》 （非《AutoCAD机械应用教程》） 书籍概述： 本书是一部面向现代工程技术人员、高级工程专业学生以及创新设计领域从业者的综合性深度论著。它摒弃了单一软件操作的局限性，将视角提升至整个产品生命周期管理（PLM）的宏大框架下，深入探讨了从原始概念的孵化、严谨的理论分析、到高效的数字化制造实现的全过程。全书内容跨越多个工程学科的交汇点，旨在培养读者系统性的工程思维和解决复杂工程问题的能力。 本书共分为六大部分，约1500页的篇幅，详尽地覆盖了当代高端机械与结构设计领域的核心知识体系。 --- 第一部分：工程创新与概念设计（Foundations of Engineering Innovation） 本部分聚焦于创新思维的培养和初期设计决策的制定，为后续的详细设计奠定坚实的理论基础。 第一章：工程伦理与可持续发展视角下的设计哲学 探讨在当前全球资源限制和环保法规日益严格的背景下，工程师应如何构建可持续的设计伦理观。内容包括生命周期评估（LCA）在设计初期的应用、绿色材料的选择标准、以及如何通过设计优化实现能效最大化。 第二章：需求捕获与系统思维建模 详细介绍了如何从模糊的用户需求中提炼出清晰、可量化的工程规格（SoS）。重点阐述了功能分解技术（FBD）、系统结构树的构建，以及基于模型的需求管理（MBRM）方法论。引入了面向对象的方法论在系统架构初建中的应用。 第三章：仿生学与自然界的设计启发 深入剖析自然界中高效的结构、运动和材料系统，并探讨如何将这些生物学原理转化为可行的工程解决方案。案例分析包括仿生流体力学在空气动力学中的应用，以及仿生结构在轻量化设计中的借鉴。 --- 第二部分：高级力学分析与仿真验证（Advanced Mechanics and Simulation Validation） 本部分是本书的核心理论支柱，侧重于材料行为、载荷分析和高精度数值模拟技术。 第四章：材料科学前沿与多尺度行为 超越传统的材料强度校核，本章深入探讨了新型复合材料（如碳纳米管增强材料、智能形状记忆合金）的微观结构与宏观力学性能之间的复杂关系。讲解了蠕变、疲劳裂纹扩展的非线性损伤模型。 第五章：非线性有限元分析（FEA）的深度应用 本书侧重于高级FEA技术，如接触非线性、大变形分析（几何非线性）以及材料本构模型的选择与校准。详细讲解了壳单元、实体单元的适用性边界，并提供了多种求解器（如隐式、显式）的适用场景对比。（强调：此部分侧重理论推导和结果验证，而非软件操作界面的介绍。） 第六章：多物理场耦合仿真技术 系统性介绍热-力耦合、流固耦合（FSI）以及电磁-结构耦合分析的理论基础和实际案例。通过实例展示如何精确预测高应力、高热流密度环境下的结构响应，如涡轮叶片的热应力分析。 --- 第三部分：面向制造的设计（Design for Manufacturing and Assembly - DFM/DFA） 本部分致力于架起设计蓝图与实际生产之间的桥梁，确保设计方案的可制造性和经济性。 第七章：先进制造工艺的约束与机遇 全面梳理了现代制造技术的最新发展，包括高精度五轴铣削、电子束焊接、激光增材制造（AM）的工艺窗口。针对每种工艺，明确指出了其对设计几何形状、公差分配的严格要求和限制。 第八章：复杂曲面与自由形态结构的制造策略 专注于难以用传统方法实现的复杂零部件，探讨逆向工程、点云数据处理到最终成型的流程优化。引入了增材制造特有的支撑结构设计优化和后处理技术。 第九章：装配优化与模块化设计原则 从经济效益角度分析装配过程中的时间消耗和潜在错误。详细讲解了模块化设计、快速原型迭代以及如何通过参数化设计工具，动态调整零件间隙以适应批量生产的公差堆积。 --- 第四部分：数字化集成与数据管理（Digital Integration and PLM） 本部分关注现代工程项目的数据流、信息集成和知识管理。 第十章：产品数据管理（PDM）与工程变更控制 深入探讨如何构建一个健壮的PDM系统，管理设计版本、文档权限和工程更改请求（ECR/ECO）的审批流程。强调数据一致性在跨部门协作中的核心地位。 第十一章：数字孪生与物联网（IoT）在产品生命周期中的角色 阐述如何利用传感器数据实时反馈产品在实际工况下的性能，并将其映射回设计模型。讨论数字孪生在预测性维护和优化后续产品迭代中的应用模型。 第十二章：人机工程学与用户体验集成设计 超越机械强度，本章关注最终用户与产品（如操作界面、维护端口、人机交互点）的物理接触点。讲解人体尺寸数据库的应用和可用性测试方法。 --- 第五部分：控制系统与机电一体化集成（Control Systems and Mechatronics Integration） 本部分探讨如何将机械结构与电子控制逻辑有效融合。 第十三章：传感器与执行器的选型及接口规范 详细分析了不同类型传感器（如光电编码器、力/扭矩传感器、压力变送器）的工作原理、精度等级及其在机械系统中的最佳安装位置。重点讲解了信号调理和标准通信协议（如EtherCAT, CANopen）。 第十四章：运动控制系统设计基础 介绍了伺服驱动器、电机选型（步进、直流无刷）的计算方法，以及PID控制器的参数整定技巧。通过实例讲解如何消除机械系统的共振频率对控制精度的影响。 --- 第六部分：项目管理与知识产权保护 第十五章：工程项目的风险评估与管理框架 采用结构化的方法，从技术可行性、成本超支和时间延误三个维度对复杂工程项目进行风险量化分析，并介绍敏捷（Agile）方法在硬件开发中的适应性调整。 第十六章：工业设计知识产权与标准合规性 指导工程师如何有效地进行设计专利的撰写、分析现有专利壁垒，并确保产品符合国际标准（如ISO、ASTM、CE/UL）的强制性要求。 --- 本书特点： 本书的编写风格严谨、逻辑清晰，所有理论推导均基于基础科学原理。全书配有大量的复杂工程案例分析图表、流程图和非标准问题的解题范例。它不提供任何软件界面截图或具体的操作步骤指导，而是致力于教授“为什么”和“如何思考”，而非“点击哪里”。 目标读者需具备扎实的工程基础知识，并期望在设计思维和分析深度上实现质的飞跃。这是一部面向未来工程挑战的案头参考书。

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在视觉呈现方面，这本书无疑是同类书籍中的佼佼者。我特别留意了插图的质量和布局。很多CAD教程的图示往往是低分辨率的截图加上生硬的箭头指示，让人眼花缭乱，难以定位。然而，这本教程的配图清晰度极高，几乎所有的屏幕截图都经过了优化处理，关键的鼠标点击区域或参数输入框都被巧妙地用高亮或加粗边框圈了出来，阅读路径非常明确。更关键的是，图文排版的空间分配非常合理，文字描述部分不会显得过于拥挤，留白恰到好处，使得大脑有足够的空间去消化信息。举个例子，在讲解复杂曲面建模那一章，作者采用了一种分步分解图示的方式，将一个复杂的曲面分解成了若干个简单的控制面和截面，读者可以清晰地看到每个控制要素对最终形态的影响，这种视觉化的教学策略，极大地降低了高级建模的入门难度。这种对细节的执着，使得学习过程中的挫败感大大降低，取而代之的是一种掌控全局的成就感。

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从反馈和学习效率的角度来看，这本书的设计非常注重读者的自我检验和知识的固化。在每一个章节的末尾，作者都精心设计了一系列不同难度的练习题，这些练习不仅仅是简单的“重复操作”，而是真正需要综合运用本章所学知识来解决实际问题的场景模拟。我发现这些“实战演练”的题目往往需要结合前几章的内容才能完成，这有效地迫使学习者进行知识的串联和整合，避免了“学完就忘”的窘境。此外，书中对常见错误和疑难解答的“避坑指南”部分做得特别出色。它罗列了学员在学习过程中最容易陷入的陷阱，比如在进行布尔运算时为什么会出现多余的边线，或者为什么创建基准面总是失败等，并提供了明确的排查步骤。这种预见性的指导，极大地节省了读者在遇到问题时上网搜索答案的时间，使得学习的连贯性得到了最大程度的保障。这本书的服务意识已经深入到了排版和内容设计的每一个微小之处。

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这本书的文字功底非常深厚，语言风格介于学术严谨与工程实践的接地气之间，读起来毫不费力，却又处处透着专业人士的洞察力。我过去接触过一些同类书籍，它们要么是过于学术化，充斥着晦涩的术语，读起来像是在啃硬骨头；要么就是过于口语化，流程虽然清晰，但缺乏对“为什么”的解释。而这本教程则找到了一个绝佳的平衡点。作者在描述每一个复杂操作时，都会先解释其背后的设计意图或力学原理，这对于提升读者的“内功”非常有帮助。比如，当讲解到零件间的干涉检查时，书中不仅仅告诉我们点击哪个菜单，还会阐述在实际制造中，哪些公差范围内的轻微干涉是可接受的，哪些必须避免，这种跨学科的知识融合，让这本书的价值远超一本单纯的软件操作手册。另外，书中对于“最佳实践”的强调，也令我印象深刻。它不只教授“如何做”，更教导“如何做得更好”，比如在创建特征树时如何保持历史记录的清晰性，这对于后续的修改和维护工作至关重要，体现了作者对大型项目管理流程的深刻理解。

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这本书在知识的深度和广度上做到了令人惊喜的平衡。它不仅仅关注于二维绘图和基础的三维实体建模，而是将触角延伸到了机械行业更前沿的应用领域。例如，书中对工程图纸的标准规范（如国标和ISO标准）的引用非常到位，每一个视图的投影方式、尺寸标注的精度要求，都有明确的规范依据，这对于我们这些未来需要直接对接工厂生产的工程师来说，是无价之宝。我尤其欣赏它在“工程应用”模块中对特定行业的深入剖析，比如它没有泛泛而谈，而是选取了典型的联轴器设计和钣金件展开作为专题进行详尽的讲解。在联轴器那一节，它不仅演示了如何建模，还涉及了配合公差的选择和形位公差的标注，这已经超出了初级教程的范畴，更像是一本结合了软件使用的“机械设计基础进阶”。这种对知识体系的完整构建，使得读者在学完后，不再是对软件的某个功能有模糊的认识，而是对整个机械设计流程有了系统且深入的掌握。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了哑光质感，手感非常扎实，内页纸张的选取也很有考究，既保证了印刷图案的清晰度，又减少了长时间阅读带来的视觉疲劳。初翻阅时，我最深刻的印象是其逻辑结构的严谨性。它似乎不是那种为了堆砌知识点而堆砌的教材，而是经过精心策划的，从最基础的界面认知到复杂的装配建模，每一步都像是在铺设坚实的基石。尤其值得称赞的是，作者在讲解核心命令时，并没有采用那种生硬的、程序化的说明，而是融入了大量的实际工程案例作为引子，使得抽象的几何操作立刻有了具体的应用场景，这极大地激发了我学习下去的兴趣和动力。比如说，在讲解拉伸和扫掠功能时，书中配有详细的汽车零部件或模具设计的剖面图示，这种“理论与实践并行”的教学方式，让初学者能够迅速建立起“我学这个能做什么”的直观认识，而不是仅仅停留在软件操作层面，这对于培养真正的机械设计思维至关重要。总体来说，从物理接触到内容组织的巧妙过渡，这本书在提升阅读体验和学习效率方面，下了不少功夫。

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