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出版者:北方交通大学出版社

作者:韩广峰

出品人:

页数:204

译者:

出版时间:2004-2

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787810822190

丛书系列:

图书标签:

• 计算机辅助绘图
• CAD
• 绘图软件
• 工程制图
• 机械制图
• 设计
• AutoCAD
• SolidWorks
• Pro/ENGINEER
• 计算机图形学

好的，这是一份关于《机械设计基础：理论与实践》的图书简介，旨在详细阐述该书的内容，且内容上与“计算机辅助绘图”无直接关联。 --- 《机械设计基础：理论与实践》 本书导言：工程思维的基石与创新的驱动力 在现代制造业和高端工程领域，机械设计是连接科学原理与实际应用的核心桥梁。一部优秀的设计教材，必须超越单纯的公式堆砌，深入剖析机械系统运行的内在逻辑，培养设计者严谨的分析能力和创新的实践精神。《机械设计基础：理论与实践》正是基于这一理念而编写的。 本书旨在为工科学生、初级工程师以及需要进行技术再培训的专业人士，提供一套全面、深入且极具实践指导意义的机械设计基础知识体系。它系统地整合了材料力学、工程热力学、机构学与机械原理等多个关键学科的知识点，构建了一个坚实的理论框架，并通过大量贴近工业实际的案例分析，确保读者能够真正理解“如何设计”而非仅仅“如何计算”。 我们深知，真正的设计能力来源于对失效模式的预判、对载荷变化的精准评估以及对制造约束的充分考量。因此，本书不仅聚焦于理想化的模型分析，更强调在复杂工况和实际约束条件下的优化与选择。 第一部分：机械系统分析的理论基础 本部分奠定了理解机械系统行为的科学基石，重点在于建立准确的数学模型和物理认知。 第一章：材料的力学行为与选择 本章详尽阐述了工程材料（包括金属、高分子材料、复合材料）在不同载荷作用下的响应。内容涵盖： 应力与应变分析： 深入探讨单向、双向及三向应力状态下的广义胡克定律，介绍 Mohr 圆的几何意义及其在复杂应力场分析中的应用。 材料的强度与刚度： 详细解读屈服、疲劳、蠕变等关键失效判据。特别对疲劳寿命的预测方法进行了系统介绍，包括 S-N 曲线的绘制、高周疲劳与低周疲劳的区分，以及载荷谱对寿命评估的影响。 材料的连接与连接件设计： 重点分析焊接、铆接、胶接等连接方式的受力特点，提供螺栓连接的预紧力计算与松弛分析，确保连接的可靠性。 第二章：机构运动学与动力学 本章是理解机械如何运动和受力的核心。 机构的组成与运动分析： 详细介绍平面机构与空间机构的自由度计算（Kutzbach 准则的扩展应用）。通过速度图解法、瞬心法以及矢量法，精确分析机构在任意位置的瞬时速度与加速度。 动力学分析与平衡： 引入牛顿-欧拉方程和拉格朗日方程，对复杂机械进行动力学建模。重点讲解机构的惯性力、冲击载荷的计算，并教授如何设计平衡机构（如配重、反向运动补偿）以减小振动和提高运行平稳性。 机械控制与反馈： 简要介绍反馈控制的基本概念在机械运动控制中的初步应用，为后续的自动化控制打下基础。 第二部分：关键机械零部件的原理与设计 本部分是机械设计的核心实践环节，关注工程中最常见、最关键的零部件的设计、校核与优化。 第三章：常用机械传动装置的原理与选择 传动是机械能有效传递的载体。本章侧重于效率、可靠性和尺寸优化。 齿轮传动设计： 覆盖标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮的几何尺寸计算与强度校核。深入讨论齿面接触疲劳（Hertz 应力）和齿根弯曲疲劳的计算，并介绍齿向载荷和轴向载荷的平衡设计。 带传动与链传动： 详细分析平带、V 形带的张紧力计算、效率损失来源及初定张紧力对轴承载荷的影响。链传动的节距选择、链条的寿命评估及润滑要求。 摩擦与润滑： 阐述轴承润滑理论（流体润滑、边界润滑），介绍润滑剂的选择标准，以及不同工况下对润滑脂/油粘度的要求。 第四章：轴系、联轴器与滚动轴承设计 轴系是机械的骨架。本章强调轴的刚度设计和轴承的选型。 轴的设计与校核： 区分传动轴与心轴，掌握组合载荷下危险截面的应力集中分析。重点讲解轴的静强度、疲劳强度校核，以及临界转速（一、二阶临界转速）的计算和避免措施。 滚动轴承的寿命计算： 依据 ISO 标准，详细介绍径向载荷、轴向载荷的等效载荷计算，以及不同工况下的额定寿命（L10寿命）的确定。探讨保持架的选择和对轴承振动性能的影响。 弹性连接件： 弹簧的设计，包括螺旋弹簧的应力校核和刚度计算，以及板簧在复杂载荷下的应用。 第三部分：系统集成与可靠性工程 本部分将局部零件设计提升到系统层面，关注整体性能的集成与长期稳定性。 第五章：机械的振动与噪声控制 振动是机械系统性能衰减的主要原因之一。 单自由度和多自由度系统振动分析： 介绍系统的固有频率、阻尼比的确定。讲解谐响应、受迫振动以及随机振动的基本分析方法。 隔振与减振技术： 系统介绍隔振器的选型原则（如刚度与质量比），以及阻尼材料在抑制共振峰值中的应用。 噪声源识别与控制： 分析机械振动作为声源的传导路径，介绍降噪设计（如减小冲击、优化啮合精度）的工程手段。 第六章：机械系统的可靠性与寿命预测 设计不仅要满足功能需求，更要保证在规定周期内的稳定运行。 概率论在可靠性中的应用： 介绍韦伯分布、指数分布等在描述零件失效时间上的应用。 系统可靠性网络分析： 串联、并联及混合系统可靠度指标的计算。 故障诊断基础： 结合振动和温度监测数据，介绍早期故障特征的提取方法，为预测性维护提供理论支撑。 附录与特色 本书在内容组织上力求平衡理论深度与工程实用性，特别包含以下特色内容： 1. 工程案例库： 穿插了数十个来自航空、汽车、精密仪器等行业的实际设计案例，展示如何将理论应用于解决真实世界中的技术难题。 2. 公差与配合的标准化应用： 提供了详细的 ISO/ANSI 标准公差与配合表，强调在工程图样中正确标注公差的重要性，以及对配合间隙和过盈的实际影响分析。 3. 软件工具的理念而非操作： 讨论了有限元分析（FEA）和多体动力学（MBD）软件在设计流程中的定位，帮助读者理解分析结果的物理意义，而非局限于特定软件的操作步骤。 《机械设计基础：理论与实践》将引导读者从“设计者”的角度出发，系统掌握机械系统的设计、分析、优化与验证的全过程，是培养新一代卓越工程师不可或缺的工具书。

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我入手这本书主要是冲着它封面上宣传的“数字孪生与实时渲染技术前沿应用”这一主题来的，但深入阅读后，我发现其内容深度与这个响亮的口号严重不符。书中用很大篇幅介绍了早年间基于特定硬件加速卡实现的渲染流程，这部分内容对于今天的通用GPU架构和实时光线追踪技术来说，已经有太多过时之处。当我翻到关于纹理映射和光照模型的章节时，我发现它仍停留在较为传统的环境光遮蔽（Ambient Occlusion）和漫反射的基础理论上，对于现代实时渲染管线中广泛采用的基于物理的渲染（PBR）体系，特别是其核心的BRDF模型（如GGX），介绍得极其肤浅。更令人费解的是，书中在讨论“数据可视化”时，竟然将大量的篇幅用在了如何导出高分辨率的位图文件（BMP/TIFF），而非探讨如何利用WebGL或DirectX/Vulkan API实现场景的交互式数据驱动可视化。这种内容定位的错位，让我感觉这本书像是十年前的教材，在技术迭代如此迅速的今天，它未能捕捉到图形学领域近些年来的爆炸性进步，尤其是在GPU计算和实时仿真方面，给人一种“老生常谈”的遗憾感。

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这本书在结构布局上，似乎更偏向于一个软件操作系统的使用说明书，而非一本阐述“计算机辅助绘图”这一工程学科核心原理的理论著作。它花费了巨大的篇幅来截图并标记界面上的每一个按钮和菜单项，例如，详细说明了“文件”菜单下“另存为”对话框中“文件类型下拉列表”的第三个选项是什么，以及点击该选项后弹出的子菜单项的排列顺序。这种对UI元素的机械性复述，对于理解绘图背后的数学原理、算法效率或人机交互逻辑，没有任何实质性的帮助。我期待的是对Bézier曲线和NURBS曲面数学定义背后的几何推导过程的深入剖析，理解不同插值算法在处理复杂曲率时的性能差异和视觉失真问题。然而，书中对数学公式的引用极为罕见，即便有，也只是简略地展示了公式本身，而缺乏对公式参数敏感性分析的讨论。这种重操作、轻理论的倾向，使得读者即便能够熟练地在软件中“画出”图形，也无法真正理解“为什么这样画”以及“如何优化这个绘制过程”，培养出来的用户，更像是熟练的“绘图工人”，而非具备创新能力的“设计工程师”。

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这本《计算机辅助绘图》的书籍，坦白说，我抱着极大的期待打开它，期望能在三维建模和复杂工程图纸的数字化处理上获得质的飞跃。然而，读完前几章后，我感到一种知识密度上的“失重”。书中对于基础的二维几何绘图的讲解，虽然详尽，但对于一个已经熟练掌握CAD基础操作多年的专业人士而言，显得过于冗余和基础，仿佛作者默认读者是初次接触绘图软件的新手小白。例如，在讲解如何绘制一条精确长度的直线时，书中用了接近十页的篇幅，详细描述了鼠标点击的轨迹、坐标轴的定义以及动态输入框的使用，甚至细致到不同操作系统下鼠标中键滚轮的阻尼感差异。我更期待看到的是关于参数化设计（Parametric Design）的深入探讨，比如如何利用高级约束（Advanced Constraints）来驱动复杂的曲面变化，或者如何编写LISP/VBA宏来自动化重复性的标注流程。书中对这些前沿或高效能工具的提及，往往是一笔带过，像是在技术路线图上的一个脚注，而非核心内容。这种详略不当的编排方式，使得全书的阅读体验显得有些拖沓，像是一份面向入门者的操作手册，而不是一本能够引领专业人士突破瓶颈的进阶指南。我花了大量时间在阅读我已经烂熟于心，甚至可以通过快捷键在几秒内完成的操作说明上，而真正有价值的高级应用技巧和性能优化策略，却付之阙如，这无疑是一种时间上的浪费。

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整体来看，这本书的语言风格和案例选择，也暴露出明显的地域性和时代局限性。全书的案例，无论是建筑、机械还是电子设计，几乎都围绕着一个特定国家（或地区）的标准规范和历史遗留的图层命名习惯展开，这些习惯与我所在地区遵循的国际标准（如ISO或ASME）存在显著差异。例如，在标注尺寸公差时，书中反复强调使用某种特定的箭头样式和引线位置，这在实际工作中是需要通过模板文件进行预设的，并非绘图软件本身的核心功能，却被当作重要知识点来讲解。此外，书中引用的软件界面截图，明显是数个大版本以前的旧版界面，很多关键工具的图标和布局都已经发生了变化，这使得一个带着新版软件的读者在对照学习时，需要花费额外的精力去“脑补”当前界面的对应位置，极大地降低了学习效率和阅读的流畅感。这本书更像是一本基于特定历史时期和特定市场环境编写的、地方性的教学辅助材料，而非一本具有普适性和时代前沿性的计算机辅助绘图参考书。

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关于网络协作和云端解决方案的部分，是我个人非常关注的亮点，因为现代工程项目越来越依赖跨地域团队的实时协同设计。然而，这本书中关于“云端协作”的章节，读起来更像是一篇对多年前FTP同步功能的怀旧总结。书中描述的协作流程，完全基于传统的“文件锁定”、“版本控制”和“邮件传输”模式，这与当前主流的Git for Design或基于云端CAD平台的实时同步机制相去甚远。我本期望了解如何处理高并发的几何数据流、如何有效解决模型冲突（Conflict Resolution）在三维空间中的语义合并问题，以及云端服务在处理大规模点云数据时的性能瓶颈与优化策略。书中对此的描述是，建议团队成员“约定好轮流编辑”并“在修改完成后及时发送邮件通知”，这种建议在21世纪的协作环境中，显得既不切实际又过于天真。它完全忽略了现代软件工程在分布式系统和数据一致性保障方面的巨大进步，使得这部分内容在实用性和前瞻性上都大打折扣，让人感觉作者对当前工业界的工作模式缺乏第一手的了解。

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