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出版者:

作者:铁道部人才服务中心组织 编

出品人:

页数:291

译者:

出版时间:2009-2

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787113093532

丛书系列:

图书标签:

• 电力机车
• 钳工
• 铁路
• 机车维修
• 机械制造
• 工业技术
• 职业教育
• 技术培训
• 工程技术
• 交通运输

机械设计与制造技术应用指南 本书聚焦于现代机械设计、先进制造工艺以及相关自动化集成领域的前沿技术与实践应用，旨在为机械工程师、技术人员及相关专业学生提供一套全面、深入且高度实用的技术参考与学习资源。全书内容紧密围绕“设计优化、材料科学、精密加工与智能制造”四大核心板块展开，力求构建一个从概念设计到实际生产的全流程技术图谱。 --- 第一部分：现代机械系统设计理论与优化 本部分深入探讨了现代机械系统设计过程中所依据的理论基础、分析方法以及面向特定性能指标的优化策略。 第一章：机械系统设计基础与需求分析 详细阐述了产品生命周期管理（PLM）理念在机械设计中的应用，强调了从用户需求捕捉到技术规格确定的关键步骤。重点分析了可靠性工程（如故障树分析FTA、可靠性分配）在初期设计阶段的重要性。内容涵盖载荷谱的建立、环境适应性设计标准解读，以及如何通过系统工程方法（如V模型）指导复杂机械的开发。 第二章：先进结构设计与有限元分析（FEA） 本章是结构强度与刚度分析的核心。它超越了传统的解析解方法，全面介绍了基于有限元方法的数值模拟技术。内容包括： 1. 前处理技术： 网格划分策略（结构化、非结构化网格的选择与影响）、接触面建模（罚函数法、增广拉格朗日法）。 2. 求解器选择与结果后处理： 线性静力学、模态分析（理解固有频率与避免共振）、屈曲分析。特别关注非线性分析（材料非线性、几何非线性）在复杂工况下的应用。 3. 疲劳寿命预测： 引入S-N曲线法、应力-应变法以及基于断裂力学的裂纹扩展分析，为零部件的耐久性设计提供定量依据。 第三章：运动学与动力学仿真 本部分专注于机构运动的精确描述和动态响应的预测。 1. 多体动力学（MBD）： 介绍如何使用专业软件（如Adams、RecurDyn）对复杂机械系统（如连杆机构、凸轮机构、机器人臂）进行建模。深入解析约束方程的建立、驱动力的施加以及自由度分析。 2. 振动控制与主动/被动减振技术： 探讨机械振动的来源、传递路径分析，并详细介绍阻尼器的选择（粘滞型、摩擦型）与隔振系统的设计原理。 3. 系统动态响应与控制： 结合反馈控制理论，分析如何在设计阶段优化系统的响应时间、超调量和稳定性裕度。 --- 第二部分：先进材料科学与工程应用 本部分着重于面向高性能需求的材料选择、性能评估以及表面改性技术。 第四章：工程材料的性能表征与选择 全面回顾了金属材料（高强度钢、铝合金、钛合金）、高分子材料以及先进复合材料（碳纤维、玻璃纤维增强材料）的微观结构与其宏观力学性能之间的关系。重点讲解了材料的蠕变、松弛特性以及在极端温度下的行为。 第五章：热处理与表面工程技术 阐述了如何通过热处理手段（淬火、回火、渗碳、氮化）精确控制材料的硬度、韧性和耐磨性。深入介绍表面工程技术，包括： 1. 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）： 用于制备高硬度、低摩擦系数的薄膜涂层，如TiN、CrN。 2. 热喷涂技术： 针对大型或复杂形状工件的修复与强化手段。 3. 激光表面强化技术： 激光熔覆、激光淬火在局部提升零件表面的抗疲劳和耐磨性能方面的应用实例。 --- 第三部分：精密加工与增材制造技术 本部分详细剖析了现代高效、高精度制造方法的原理、工艺参数控制及其在复杂零部件生产中的应用。 第六章：高速切削与精密加工工艺 涵盖了现代数控（NC）加工技术的最新进展。 1. 刀具几何与切削力模型： 探讨了针对硬脆材料和难加工材料（如镍基高温合金）的最佳刀具材料选择和前角、后角设计。 2. 颤振抑制与表面完整性： 分析切削过程中的振动成因，并介绍了通过主轴刚度调整、切削参数优化和主动阻尼技术来改善工件表面粗糙度和残余应力。 3. 超精密加工技术： 磨削、研磨、抛光的原理与应用，特别是针对光学元件和精密模具的加工方案。 第七章：增材制造（AM）的工艺与后处理 本书将增材制造视为传统减材制造的有力补充。 1. 关键AM技术： 详细对比选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和材料挤出（ME）的工艺流程、优势与局限性。 2. 微观结构控制： 探讨打印过程中快速凝固导致的柱状晶形成、孔隙率分布，以及如何通过优化扫描策略和热循环来控制最终零件的组织和性能。 3. 增材制造件的性能提升： 聚焦于打印后的热等静压（HIP）处理、尺寸后处理和表面精加工技术，以达到与铸锻件相当甚至更高的机械性能要求。 --- 第四部分：系统集成与智能制造前沿 本部分探讨了机械系统如何融入自动化与信息化的浪潮。 第八章：工业传感技术与数据采集 讲解了用于监测机械健康状态（Condition Monitoring）的各类传感器技术： 1. 状态监测传感器： 压电式加速度计、应变片、涡流传感器在旋转机械（轴承、齿轮箱）故障早期诊断中的应用。 2. 数据预处理与特征提取： 介绍傅里叶变换（FFT）、小波分析在时域和频域信号处理中的应用，用于识别微弱的故障特征。 3. 工业通信协议： EtherCAT、PROFINET在高速实时数据交换中的地位。 第九章：数字化孪生与预测性维护（PdM） 本书将预测性维护作为现代机械管理的核心。 1. 数字孪生构建流程： 如何将物理机械系统的CAD模型、FEA模型与实时传感器数据相结合，建立高保真度的虚拟模型。 2. 剩余使用寿命（RUL）预测模型： 应用基于物理的模型（PHM）与基于数据的深度学习模型（LSTM、CNN）来估计关键部件的退化趋势。 3. 供应链与维修协同： 探讨如何通过集成数据平台，实现备件的智能订购与维修任务的自动化调度，最小化停机时间。 --- 本书特色： 紧密结合实际工程案例，每一个理论章节后均附有详细的软件操作指导（如Ansys Workbench、MATLAB/Simulink或特定AM切片软件的工作流程示例），确保读者能够将理论知识转化为实际操作能力。全书语言严谨，图表丰富，是机械设计与先进制造领域专业人士案头必备的工具书。

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这本书的语言风格非常平实、扎实，没有过多花哨的辞藻，所有的描述都直指核心，但又不失温度。它就像一位经验丰富的老前辈，坐在你面前，用最朴素的语言，讲述最精密的知识。在对新型电力电子器件的介绍部分，作者的处理方式尤其巧妙，他没有回避这些新技术的复杂性，而是用一系列由浅入深的对比和类比，将这些“黑匣子”般的部件拆解开来，让我们看到它们最本质的逻辑。读完后，我感觉自己对机车维护的认知体系被系统地重塑了一遍，从零散的经验点，串联成了完整的知识链条。这本书绝对是电力机车领域从业人员提升技能、巩固知识储备的必备良书，其价值远超其定价。

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这本书的封面设计得很有力量感，那种金属的质感和厚重的字体，一下子就抓住了我的眼球。我本来就对机械和电力系统抱有浓厚的兴趣，所以毫不犹豫地拿起了它。书的装帧很结实，一看就知道是为经常翻阅的读者准备的，边角处理得很到位，不会轻易磨损。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，即便是看那些复杂的电路图和机械结构剖面图时，也不会感到眼睛疲劳。尤其是作者对细节的关注，从书本的排版到章节的划分，都透露出一种严谨和专业的态度。这让我对接下来要阅读的内容充满了期待，感觉这不是一本简单的入门读物，更像是一本能够陪伴我长期学习和实践的工具书。我甚至能想象，在未来的工作现场，这本实体书会是我最信赖的伙伴，那些密密麻麻的文字和图表，都凝聚着作者深厚的行业经验。

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这本书的实用性绝对是它最大的亮点，几乎每一个章节都能直接映射到实际的检修和维护工作流程中。我注意到作者在描述故障诊断步骤时，非常注重操作的规范性和安全性。他反复强调了在进行高压设备作业时必须遵循的“先验电、后接触”原则，以及如何利用各种专用检测设备来定位问题。我对比了几本市面上其他的相关资料，这本书对不同型号机车特有的检修规程涉及得最为全面和细致。我甚至可以将书中的流程图直接打印出来，贴在工作台上作为操作指南。这让我感觉自己不再是孤军奋战，而是有一位经验丰富的老技师在旁边手把手地指导。这种对一线工作流程的深刻理解，是很多理论书籍难以企及的。

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让我印象非常深刻的是作者对“人机工程学”的关注，这在技术手册中并不常见。书中有一个专门的部分讨论了钳工在长时间、高强度作业环境下的防护和操作姿势，甚至提到了如何合理安排工具的摆放以减少不必要的动作损耗。这体现了作者不仅精通技术，更懂得“匠人”的生活哲学。这种对人文关怀的融入，让整本书的阅读体验变得更加人性化和立体。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本职业素养的培养指南。阅读过程中，我能感受到作者希望读者不仅成为一个会修车的技工，更要成为一个懂得尊重劳动、热爱专业的工程师。这种深层次的价值传递，是任何冰冷的技术文档都无法比拟的。

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我花了很长时间仔细阅读了前几章，不得不说，作者在基础理论的阐述上真是下足了功夫。他没有采用那种枯燥乏味的教科书式讲解，而是将复杂的电磁学原理和机械传动知识，巧妙地融入到电力机车实际运行的场景中去解释。比如，书中对牵引变流器工作原理的描述，不仅仅停留在理论公式层面，还穿插了大量的实际故障案例分析，这种“以问题带理论”的叙述方式，极大地提高了我的学习兴趣和理解深度。每当遇到一个技术难点时，作者总能提供一个形象的比喻或者一个清晰的示意图来帮助理解，这对于我们这些非科班出身，但又渴望深入了解机车维护的人来说，简直是雪中送炭。我特别喜欢其中关于轮对和制动系统的章节，那种对摩擦系数、热平衡的精确计算，让人感到一种工程美学的震撼。

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