慧鱼创意模型实验教程 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

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页数:60

译者:

出版时间:2010-4

价格:10.00元

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isbn号码:9787564306298

丛书系列:

图书标签:

创意模型
STEAM教育
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具体描述

《机械基础实验教学中心系列实验教材•西南交通大学323实验室工程系列教材•慧鱼创意模型实验教程》内容简介：慧鱼模型教具，是创新教育的一个全新教育平台，旨在培养学生的科研兴趣，推动学生在本科阶段得到科学研究与发明创造的训练，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，营造创新教育文化氛围，全面提升学生的科技创新能力。通过慧鱼模型的使用，不仅可以让学生将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中，更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力。

慧鱼模型教具介绍：1964年，慧鱼创意组合模型(fischertechnik)诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。

慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。

慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件(机械元件／电气元件／气动元件)，辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，从而为实验教学、科研创新和生产流水线可行性论证提供了可能，世界知名的德国西门子、德国宝马、美国IBM等一大批著名公司都采用慧鱼模型来论证生产流水线。

机械之美与工程思维的启蒙：一部面向未来的动手实践指南图书名称：《机械动力学与结构设计基础：从原理到实践》书籍简介：本书旨在为对机械系统、结构强度以及运动控制感兴趣的读者提供一个系统、深入且极具实践指导意义的知识框架。我们摒弃了传统教材中过于抽象的数学推导，转而采用一种“问题驱动，模型搭建”的学习路径，让读者在亲手实现复杂机械概念的过程中，真正理解其背后的物理原理和工程逻辑。全书内容围绕现代机械工程的两大核心支柱——动力学分析与结构优化设计展开，并引入了前沿的机电一体化基础概念，以适应工业界对复合型人才的需求。第一部分：机械系统的运动解析——深入理解“如何动” 本部分是全书的基石，专注于描述和分析机械部件的运动规律。我们不会仅仅停留在理论公式的层面，而是通过大量的实际案例和虚拟仿真辅助，帮助读者建立对运动的直观认知。章节重点概览： 1. 运动学基础与空间刚体描述：我们将从最基础的点、线、面定义出发，迅速过渡到描述复杂运动体的关键工具——齐次变换矩阵（Homogeneous Transformation Matrices）与欧拉角（Euler Angles）。重点讲解这些工具在描述机器人手臂、连杆机构等复杂系统中的应用，如何精确计算部件在三维空间中的位置与姿态。 2. 动力学建模的拉格朗日方法：不同于牛顿-欧拉方法在处理约束复杂系统时的繁琐，本书着重介绍拉格朗日方程在建立多自由度系统动力学模型中的优雅性。我们会通过一个经典的“双摆”模型，展示如何利用动能和势能的概念，自动导出系统的微分方程组。这部分内容对于后续的控制系统设计至关重要。 3. 机构运动学与特例分析：详细剖析了四杆机构、凸轮机构等基础机械传动单元的设计与运动特性。特别关注曲柄摇杆机构和等速万向节的运动特性分析，并探讨如何通过修改几何参数来避免或消除运动中的“死点”现象。 4. 振动理论的工程应用：从单自由度系统（SDOF）的自由振动和受迫振动开始，逐步扩展到双自由度系统和连续系统（如梁的挠度和振动）。核心在于理解固有频率和阻尼比对机械寿命和可靠性的影响。我们将结合实际的桥梁或发动机支架案例，教授读者如何利用谱分析方法，识别并抑制结构共振。第二部分：结构强度与材料选择——探究“如何稳固” 如果说第一部分解决了“系统如何运动”的问题，那么第二部分则专注于“系统如何承受载荷而不失效”的挑战。本部分强调工程安全裕度与经济性之间的平衡。章节重点概览： 5. 材料本构关系与本构定律：涵盖金属、复合材料及新型工程塑料的宏观力学性能，如屈服强度、抗拉强度、疲劳极限和蠕变特性。重点分析线弹性假设的局限性，并引入塑性本构模型的基础概念。 6. 经典静力学分析与应力张量：详细讲解如何计算复杂载荷下的应力分布，包括正应力、剪应力和组合应力。我们采用莫尔圆（Mohr's Circle）作为可视化工具，帮助读者理解三维应力状态的转化，并应用最大剪应力理论（Tresca）和最大畸变能理论（Von Mises）来判断结构是否发生屈服失效。 7. 结构稳定性与失稳临界载荷：本章聚焦于压杆的失稳问题。通过欧拉公式的推导，阐明细长杆件在轴向载荷下失效的主要机制并非强度破坏，而是整体屈曲。我们将讨论不同端部约束条件（固定端、铰接端）对临界载荷的巨大影响，并介绍有限元分析（FEA）在求解复杂几何结构屈曲问题中的初步应用。 8. 疲劳与断裂力学导论：疲劳是机械设计中最常见的失效模式。本书引入S-N曲线和Basquin关系，教授读者如何根据已知的应力循环次数来预测零件寿命。对于已出现裂纹的情况，我们将介绍断裂韧度 ($K_{IC}$) 概念，用以评估裂纹扩展的风险，指导维修或报废决策。第三部分：机电集成与系统优化——迈向智能制造现代机械系统无不依赖于传感、执行与控制。第三部分将动力学模型与电控原理相结合，为读者搭建起现代工程系统的整体认知。章节重点概览： 9. 传感器与执行器原理：讲解位置、速度、力和扭矩测量中常用的传感器技术（如霍尔效应、光电编码器、应变片）的工作原理及其精度限制。同时，深入介绍伺服电机、步进电机和液压/气动执行器在传递动力和实现精确控制中的作用。 10. 比例-积分-微分（PID）控制基础：将动力学方程转化为控制系统模型。详细解析PID控制器中P、I、D三个参数的物理意义及其对系统瞬态响应（超调、建立时间）和稳态误差的影响。通过一个简单的速度控制环路设计实例，展示如何进行Ziegler-Nichols 启发式整定。 11. 机构的优化设计流程：本章总结前两部分的知识，教授一套完整的机械设计流程：从需求定义、概念设计、参数化建模、到性能仿真验证。重点讨论参数化优化，即如何利用敏感性分析来确定哪些几何参数对目标性能（如重量最小化或刚度最大化）的影响最为显著。结语：实践是检验真理的唯一标准本书的最终目标，是培养读者“动手解决实际工程问题”的能力。我们鼓励读者结合虚拟仿真工具（如MATLAB/Simulink, ANSYS Workbench, 或开源的PyDy库）来验证书中所学的每一个理论模型，将抽象的数学语言转化为可见的、可操作的工程实体。掌握这些基础理论，你将不再只是一个零件的组装者，而是真正意义上的系统架构师。