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页数:166

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出版时间:2009-10

价格:16.00元

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isbn号码:9787811079937

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• 机电一体化
• 机械设计
• 电气工程
• 创新设计
• 自动化
• 控制工程
• 机器人
• 智能制造
• 工程技术
• 实践教学

钢铁的交响：现代机械工程基础与实践 一、 铸就基石：机械原理与材料科学的深度融合 本书聚焦于现代机械工程的核心理论与应用基础，旨在为工程师和技术人员构建坚实的技术认知框架。我们摒弃了传统教材中对基础知识的简单罗列，转而深入探讨力学原理在复杂机械系统中的实际体现。 第一部分：机械动力学与运动分析 本章详细剖析了刚体动力学、柔性体动力学以及多体系统动力学。重点分析了高速运转机械中振动、冲击与噪声的产生机理及抑制技术。 非线性振动控制： 探讨了混沌振动在精密设备（如半导体制造设备）中的影响，并介绍了基于响应面法和遗传算法的非线性阻尼器优化设计流程。 机构运动学与动力学： 深入研究了复杂曲柄滑块机构、多自由度并联机构的运动规划与闭环控制。特别增加了对高速凸轮机构的动态误差分析及其补偿策略，包括考虑柔性变形后的实际输出精度。 摩擦学与润滑： 区别于传统的摩擦系数查找表，本部分侧重于接触力学在润滑界面上的应用。我们引入了埃里克森-卡瓦列里（EHL）理论，分析了在极高载荷和高速条件下润滑油膜的破裂机理，并针对干摩擦和边界润滑条件下的材料选择给出了详细指导。 第二部分：先进材料工程在承载结构中的应用 机械系统的可靠性与寿命直接取决于所用材料的性能。本部分超越了标准力学性能指标，聚焦于材料的微观结构与宏观行为之间的关系。 高性能合金设计与选型： 重点介绍高温合金（如镍基单晶涡轮叶片材料）的定向凝固技术及其抗蠕变机制。同时，深入探讨了轻质高强度的镁合金与铝锂合金在航空航天结构件中的应用挑战，特别是其焊接性与疲劳性能的权衡。 复合材料的失效分析： 针对碳纤维增强聚合物（CFRP）和金属基复合材料（MMC），详述了基体/增强体界面脱粘、纤维断裂等微观失效模式。引入了损伤容限设计（Damage Tolerance Design）的概念，指导结构工程师进行损伤演化预测。 增材制造（AM）材料特性： 探讨了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺对金属粉末床层的影响。分析了打印过程中形成的微观孔隙率、残余应力如何影响最终部件的拉伸强度和疲劳寿命，并介绍了后处理（如热等静压HIP）的优化参数。 二、 驱动与控制：系统集成与智能反馈 现代机械不再是孤立的部件集合，而是高度集成的机电一体化系统。本部分关注能量传递、转换以及系统级别的智能控制。 第三部分：传动系统优化与能量转化 本章旨在提升传动链的效率和精度，减少能量损耗。 精密齿轮设计与制造： 侧重于非标准齿形设计，例如X-Y曲线修正齿轮和准双曲面齿轮，以适应重载和高精度同步要求。讨论了齿面接触应力分析（Hertzian Stress）的高级建模，以及磨损的仿真预测。 流体动力传动： 深入分析液压泵和马达内部的流道设计对效率的影响，特别是对脉动与空化现象的抑制技术。引入了容积式液压泵的动态泄漏模型，用以提高低速下的控制精度。 电驱动系统集成： 讨论了永磁同步电机（PMSM）在伺服驱动中的应用，重点分析了磁场谐波对转矩脉动的影响，并介绍了如何通过槽形设计进行抑制。 第四部分：先进控制理论在机械系统中的应用 本部分强调如何利用现代控制理论实现对复杂机械行为的精确调控。 鲁棒控制与自适应控制： 针对机械系统中常见的参数不确定性（如负载变化、磨损导致的刚度变化），介绍了H∞鲁棒控制的设计流程，确保系统在外部扰动下仍能保持稳定性能。同时，阐述了在线辨识与自适应律设计在机器人末端力控中的应用。 状态估计与故障诊断： 引入卡尔曼滤波（Kalman Filtering）及其扩展形式（EKF、UKF）在传感器数据融合与状态估计中的应用，例如在难以直接测量的内部温度或轴承游隙估计中的作用。重点讲解了基于残差分析的模型参考自适应（MRAS）故障检测方法。 运动规划与轨迹优化： 针对多轴联动系统，探讨了基于RRT算法的全局最优路径规划，以及如何将动力学约束（如加速度限值、关节力矩限制）融入到轨迹优化问题中，实现高效且平稳的运动。 三、 结构可靠性与耐久性分析 系统的设计寿命和安全性是衡量工程质量的关键标准。本部分全面覆盖了现代结构分析的计算方法。 第五部分：有限元分析（FEA）的高级应用 本章强调从软件操作到物理理解的转化。 非线性有限元建模： 详细解析了大变形、接触分析（显式与隐式求解器选择）、以及超弹性材料模型的建立与校核。特别关注了铆接、螺栓连接等离散连接单元的精确建模技术。 疲劳寿命预测： 不局限于传统的S-N曲线，深入探讨了应力强度因子法（LEFM）和断裂韧性评估在裂纹萌生与扩展过程中的应用。介绍了基于应变历程的多轴疲劳损伤累积模型，适用于复杂受力工况。 优化驱动的设计迭代： 将拓扑优化、形状优化与尺寸优化相结合，构建了形貌与性能耦合的逆向设计流程。展示了如何利用遗传算法（GA）或粒子群优化（PSO）驱动FEA进行结构轻量化设计，同时满足特定的刚度或模态要求。 第六部分：环境影响与耐久性验证 本部分关注设备在实际工作环境中的长期表现。 热-结构-流体耦合分析（TSF）： 阐述了如何利用多物理场仿真预测发动机舱、高功率电子设备等复杂系统中的温度分布、热应力集中和寿命衰减。 腐蚀与老化机制： 探讨了电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）的机理，以及如何通过加速老化试验和加速寿命模型（如阿累尼乌斯模型）来推算设备在长期使用中的可靠性指标。 结语：面向未来的系统思维 本书的最终目标是培养工程师的系统集成思维。成功的机械设计不再是单个部件性能的最优化，而是跨学科知识整合、多目标权衡和全生命周期可靠性保障的综合体现。读者在掌握了这些深度理论和先进分析工具后，将能更有效地解决现实工程中的复杂挑战。

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**评价五：** 拿到这本书，我本期待能从中找到一些关于如何将机械和电子技术进行巧妙组合，以创造出新颖产品的实用方法论。我设想书中会充满各种图表、公式、以及成功的案例分析，能够让我快速掌握创新的“秘诀”。然而，当我翻阅这本书后，我发现它并没有直接给我答案，而是引导我踏上了一条探索“未知”的旅程。书中并没有直接讨论具体的机械部件如何与电子元件对接，也没有详细介绍某种特定技术的应用场景。相反，它更多地关注的是“创新”本身所蕴含的哲学思考，以及它与人类认知、社会变迁之间的深刻联系。我开始领悟到，作者所强调的“设计”，并非仅仅是形态上的革新，更是思维模式上的突破。书中对“边界”的探讨，尤其让我印象深刻，它鼓励读者打破学科、行业的界限，去发现隐藏在不同领域之间的关联，从而激发全新的灵感。这种跨界的视角，让我开始重新审视我所熟悉的技术领域，思考它们在更广阔的语境下可能扮演的角色。这本书的叙述方式也十分引人入胜，它不是单向的灌输，而是通过提问、类比，甚至是一些看似无关的旁征博引，来激发读者的思考。我感觉自己像是在参与一场智力探险，每读一页，都在解开一个新的谜题，从而对“创新”有了更深刻、更全面的理解，它不再是一个遥不可及的概念，而是触手可及的、一种可以被主动培养的能力。

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**评价二：** 不得不说，这本书的编排方式着实令人耳目一新，它没有遵循传统书籍的条条框框，而是呈现出一种更加自由、更加发散的状态。我一开始以为会看到很多具体的案例分析，比如某款成功的智能设备是如何一步步从概念走向现实的，或是某个突破性技术是如何在实验室里孕育出来的。但现实是，这本书的重点似乎完全不在于此。它更像是一张巨大的思维导图，将各种看似不相关的概念、理论、甚至是一些历史上的轶事巧妙地串联起来。我感觉作者是在试图构建一个关于“可能性”的宏大框架，在这个框架下，任何看似不可能的事情，都可能找到实现的路经。书中有大量关于人类认知、心理学、甚至艺术史的穿插，这让我有些意外，但也正是这种跨界融合，带来了意想不到的启示。我开始理解，创新并非是一个孤立的技术行为，它深深地植根于我们对世界的理解，对人类需求的洞察，以及我们敢于挑战现状的勇气。书中一些关于“失败”的讨论，也让我印象深刻，它颠覆了我过去对失败的负面认知，将其视为通往成功的必经之路，甚至是创新的重要催化剂。这种观点，无疑为我打开了一扇新的大门，让我更加敢于尝试，也更加能够从挫折中汲取力量。

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**评价三：** 读完这本书，我最大的感受是，它提供了一种全新的审视“创造力”的视角。我原本以为，这本书会像一本操作手册一样，教我如何将各种机械和电子的零件组合起来，形成一个有用的产品。它或许会列举一些成功的工业设计案例，或者介绍一些先进的制造工艺。但事实证明，我完全误解了它的意图。这本书更像是一场关于“思想的飞跃”的隐喻，它探讨的不是具体的“东西”，而是“如何思考”才能产生出新的“东西”。作者用一种非常富有感染力的语言，带领我走进了那些伟大的发明家、设计师们的内心世界，去感受他们是如何在看似绝境中寻找突破，如何在平凡的生活中捕捉灵感。书中的许多篇章，与其说是技术指导，不如说是心灵鸡汤，只不过这种“鸡汤”是用智慧和洞察力熬制而成，而非空泛的鼓励。我开始注意到，很多时候，我们之所以无法创新，并非是因为技术上的瓶颈，而是因为思维上的局限。这本书就是一面镜子，照出了我思维中那些固有的模式和束缚，让我开始审视自己，思考如何才能跳出舒适区，去拥抱更广阔的领域。它让我意识到，真正的创新，源于对生活细致入微的观察，对未知世界永不熄灭的好奇心，以及敢于质疑一切的勇气。

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**评价四：** 坦白讲，最初是被书名吸引，以为是一本关于技术融合、产品迭代的实操指南，可能还会涵盖一些前沿的电子元件和机械原理的应用。然而，随着阅读的深入，我越来越意识到，这本书所探讨的“设计”和“创新”，其内涵远超出了我最初的设想。它没有提供具体的“怎么做”的步骤，而是侧重于“为什么这么做”的思考过程。我发现书中充满了对人类社会发展、技术演进背后逻辑的深刻剖析，以及对未来趋势的独到见解。作者似乎在试图勾勒出一幅宏大的图景，在这个图景中，技术只是工具，而真正驱动进步的是人类的需求、情感以及我们对美好未来的憧憬。我印象最深的是书中关于“连接”的论述，它不再局限于物理层面的连接，而是延展到了思想、文化、甚至人与人之间的情感连接。这让我开始重新审视许多被我视为理所当然的事物，思考它们存在的真正意义，以及它们之间可能产生的奇妙的化学反应。这本书的文字风格也十分独特，时而严谨，时而跳跃，充满了思想的火花，让人读起来仿佛在与一位充满智慧的朋友进行一场思维碰撞。它让我开始思考，如何将零散的知识和经验，整合成具有全局观的解决方案，如何从更深层次去理解用户需求，从而设计出真正有价值的产品。

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**评价一：** 翻开这本书，我首先被它简洁而充满力量的封面设计所吸引。封面上的线条流畅，色彩搭配沉稳大气，仿佛预示着书中将要探讨的主题——那些跳脱常规、富有生命力的创造。然而，当我真正沉浸其中时，却发现这本书并非我最初预想的那样，是一部关于机械与电子部件组合的纯技术手册，抑或是对各种创新性产品琳琅满目的图鉴。相反，它更像是一次关于“思考”本身的探索，一次关于如何打破固有思维模式、拥抱未知挑战的旅程。书中没有晦涩难懂的专业术语堆砌，也没有冗长的数据分析，而是以一种更为哲学和人文的视角，去审视“创新”的本质。作者用一种非常个人化的叙事方式，引导读者去思考“为什么”和“如何”，去探寻那些隐藏在技术背后的灵感火花。读到一些段落时，我甚至感觉自己不是在读一本关于“设计”的书，而是在与一位智者进行一场深刻的对话，他用一种温和而富有洞察力的方式，揭示了许多我从未曾意识到的事物。我开始反思，真正的创新，是否不仅仅是技术的革新，更是对世界观、方法论的颠覆？这本书引发了我大量的联想，关于我自己的工作，关于我对未来的设想，甚至关于我对生活本身的看法。它让我明白，有时，最伟大的创新，就藏在最平凡的观察和最大胆的假设之中。

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