具体描述
《机械制图习题集》与王晓青、姚卿佐、徐庆华主编的《机械制图》教材配套使用。习题集的主要内容包括：制图的基本知识点和技能点、直线和平面的投影、立体的投影、组合体、轴测投影图、机件的图样画法、标准件与常州件、零件图、装配图、计算机绘图和薄壁零件的表面展开等，习题集采用了最新的国家标准。
本习题集是编者在总结多年机械制图教学改革经验的基础上编写的。习题集的编排顺序与主教材的顺序一致，考虑到机械类各专业学时不尽相同，在保证满足机械类专业教学基本要求的前提下，习题的数量有一定的余量，可供使用本习题集的师生根据教学实际情况选用。
铸魂炼器：精密工程的几何语言——《现代机械设计与制造原理》精要 本书导言：穿越图纸的迷雾，直抵创新的核心 在人类文明的演进长河中，每一次重大的技术飞跃，都离不开对物质世界精确、可靠的描述与掌控。机械，作为现代工业的基石，其设计、制造、装配与维护，无不依赖于一套严密、普适的“几何语言”——工程图学与机械制造技术。然而，仅仅掌握绘制规范或理解投影关系，不足以构建出具有卓越性能的复杂系统。真正的工程能力，在于理解这些几何语言背后的物理规律、材料特性、受力分析以及智能制造的未来趋势。 《现代机械设计与制造原理》正是应运而生，它并非一本简单的工具书或规范汇编，而是一部系统阐述现代机械工程核心思维的理论与实践的综合论著。本书的目标群体是那些不满足于“照图施工”的工程师、渴望从设计源头优化产品的研发人员，以及致力于推动制造业智能化升级的技术专家。 第一篇：设计思维的逻辑基石——机械系统的理性构建 本篇聚焦于机械设计过程中的顶层设计与基础分析，强调从需求定义到系统分解的科学路径。 第一章：从需求到概念的跨越——工程问题的系统定义 本章深入探讨了如何将模糊的工程需求转化为清晰、可量化的技术指标。它摒弃了传统设计中依赖经验的盲目性，引入了多目标优化理论（MOP）和基于约束的拓扑设计方法。重点解析了功能分析（Functional Analysis）在确定机构基本运动关系中的核心作用，以及如何利用值理论（Axiomatic Design Theory）指导概念生成，确保设计初期就融入了可靠性与可制造性考量。讨论涵盖了从微观尺度（如表面完整性要求）到宏观尺度（如人机工程学与系统集成）的层级化需求分解。 第二章：受力分析与可靠性评估的深化 现代机械系统面临的载荷环境日益复杂，传统的静力学分析已显不足。本章重点阐述了交变应力分析的深度应用，包括应力集中系数的精确确定、疲劳寿命的预测模型（如Miner法则的局限性与修正），以及断裂力学在关键承载部件失效预防中的作用。特别辟出章节详细论述了随机载荷下的可靠性设计，运用概率密度函数（PDF）和可靠度指标（Reliability Index）来量化设计的安全裕度，引导读者从“安全系数”的经验思维，过渡到“概率寿命”的科学管理。 第三章：机构动力学与控制耦合 在高速化、轻量化的趋势下，机构的动态性能至关重要。本章超越了简单的运动学分析，深入研究了柔性体动力学（Flexible Body Dynamics），特别是对高速旋转部件的振动模态识别与抑制技术。此外，本篇强调了机械系统与控制系统的深度融合，解析了伺服控制回路对机械响应的影响，并引入了基于模型的系统设计（Model-Based Systems Engineering, MBSE）在复杂机电一体化产品开发中的应用框架。 第二章篇：材料科学的边界拓展——性能的极致挖掘 任何机械设计的优劣，最终都取决于所选材料的性能表现。本篇着重探讨了先进材料在极端工况下的应用与加工特性。 第四章：极端工况下的材料选择与性能调控 本章系统梳理了高熵合金、形状记忆合金（SMA）以及先进复合材料（如碳纳米管增强树脂基复合材料）在航空航天、深海工程中的应用前景。重点分析了材料在超低温（如液氦环境）和超高温（如燃气轮机叶片）下的微观结构演变与宏观力学性能的耦合关系。此外，对增材制造（AM）特有材料的各向异性及其对结构性能的系统性影响进行了详尽的评估方法论阐述。 第五章：表面工程与界面科学 部件的寿命往往由其表面状态决定。本章超越了传统的涂层技术，聚焦于纳米级表面改性技术，如等离子体喷涂、激光熔覆的微观组织控制。特别讨论了摩擦学设计，包括自润滑材料的选择、润滑剂的分子间作用力分析，以及在真空和腐蚀性介质中实现低磨损运行的界面设计策略。 第三篇：制造智能化的未来路径——从图纸到现实的精益转化 本篇是本书的创新核心，它将传统的制造工艺与信息技术深度融合，探讨如何构建面向未来的智能制造系统。 第六章：先进制造工艺的内在逻辑与精度控制 本章不再仅仅描述“如何加工”，而是深入剖析不同制造工艺（如五轴联动加工、电火花加工）的物理模型与误差源分析。对于增材制造（3D打印），本书详细介绍了路径规划对残余应力和致密度分布的影响，并提出了基于过程监控数据的闭环质量反馈系统的构建方法。在精密成形方面，重点讨论了超塑性成形与旋压极限的理论预测。 第七章：数字化孪生与制造协同 这是面向工业4.0的理论框架。本章详细介绍了数字孪生（Digital Twin）在机械系统全生命周期管理中的具体应用，包括如何将实时传感器数据与仿真模型进行高频同步，以实现对在役部件的健康状态预测（PHM）。内容涵盖了数据采集、模型校准（Model Calibration）和虚拟调试的完整流程。此外，本书还探讨了参数化建模与生成式设计如何通过计算驱动，自动生成满足性能约束的复杂几何体，彻底革新了传统的设计迭代模式。 第八章：质量保证与无损检测的融合 现代制造对质量的要求已达到原子级别。本章重点介绍先进无损检测（NDT）技术的原理与数据解析，如相控阵超声（PAUT）、高分辨率X射线CT扫描。核心在于如何将NDT获取的缺陷数据，通过机器学习算法进行自动识别、分类与三维重建，并反哺给制造模型，形成一个“制造-检测-修正”的闭环质量控制系统。 结语：工程实践的永恒追求 《现代机械设计与制造原理》旨在为读者提供一套超越具体工具和软件限制的底层思维框架。它要求工程师不仅要理解“是什么”（规范与尺寸），更要洞察“为什么”（原理与规律），并预见“会怎样”（性能与演化）。掌握本书内容，意味着将设计、材料、制造与信息技术融会贯通，真正成为能够驱动未来机械工业发展的创新者。 --- 本书适用对象： 机械工程、材料科学、航空航天、车辆工程等相关专业的高年级本科生及研究生。 从事产品研发、工艺优化、质量控制的工程师及技术人员。 希望系统性提升工程素养，向高端制造与智能化转型的高级技术管理者。
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