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出版者:机械工业出版社

作者:缴瑞山

出品人:

页数:346

译者:

出版时间:2004-1

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787111136804

丛书系列:

图书标签:

• 机电技术
• 实训
• 工程技术
• 机械工程
• 电气工程
• 自动化
• 职业教育
• 高等职业教育
• 实践教学
• 技能培训

机械工程核心概念解析与前沿技术探索 图书名称：机械工程核心概念解析与前沿技术探索 图书简介 本书深入剖析了现代机械工程领域的基础理论、核心技术以及面向未来的创新发展方向。它旨在为工程技术人员、高校师生以及对机械制造和设计感兴趣的专业人士提供一个全面、系统且前沿的知识框架。全书内容涵盖了从材料科学的微观结构到复杂系统的宏观运动控制，力求在理论深度和工程实践的广度之间达到精妙的平衡。 第一部分：机械设计与分析的基石 第一章：先进材料在机械工程中的应用 本章聚焦于支撑现代机械系统的关键——材料科学。我们不再停留在传统金属材料的范畴，而是深入探讨高强度钢、铝合金、钛合金等传统优势材料的最新冶金技术及其在极端工况下的性能优化。重点阐述了复合材料（如碳纤维增强聚合物 CFRP、金属基复合材料 MMC）的制备工艺、力学性能表征及其在航空航天、高速轨道交通等领域的关键应用案例。同时，对智能材料，特别是形状记忆合金（SMA）和压电材料在主动减振和自修复结构中的潜力进行了详细分析，强调了材料微观结构与宏观性能之间的内在联系。 第二章：结构强度与可靠性分析 结构设计是机械系统的生命线。本章详细介绍了静力学、动力学分析方法，并引入了先进的疲劳与断裂力学理论。重点阐述了有限元分析（FEA）在复杂几何结构应力集中预测中的应用，包括非线性材料模型、接触分析和屈曲分析。可靠性工程部分，则侧重于概率设计方法（如基于可靠性指标的优化）和寿命预测模型（如Miner法则的改进）。案例研究部分选取了高压容器和精密机床主轴的失效分析，展示了如何通过精确的理论模型来指导实际的结构改进。 第三章：机械传动系统的优化设计 传动系统是实现能量和运动转换的核心。本章全面梳理了齿轮、带传动、链传动和轴系的设计规范与优化策略。针对齿轮传动，深入探讨了误差补偿技术、高精度制造工艺（如磨削与珩磨）对传动平稳性和承载能力的影响。在润滑理论方面，结合了流体力学和摩擦学知识，阐述了边界润滑、挤压膜润滑等状态下的摩擦副性能表现，并介绍了先进的固体润滑剂和磁悬浮轴承在高速、真空环境中的应用前景。 第二部分：制造工艺的革新与集成 第四章：数控（NC）编程与精密加工 本章深入讲解了现代数控加工的基础，从经典的G代码和M代码编程，过渡到基于计算机辅助制造（CAM）的高级曲面轮廓编程。重点内容包括五轴联动加工的运动学解算、刀具路径的优化算法，以减少空移时间和提高表面质量。在加工机理方面，探讨了高速切削（HSC）中的热物理效应、残余应力控制，以及超精密加工中对颤振抑制和进给误差补偿的技术手段。 第五章：增材制造（AM）的技术深度与挑战 增材制造，即3D打印技术，已成为改变制造业格局的关键力量。本章系统介绍了金属激光熔融沉积（SLM）、电子束熔化（EBM）等主流金属增材制造技术的工作原理、工艺参数控制及其对微观组织的影响。尤其关注了“以结构为中心”的设计理念，即拓扑优化与晶格结构的集成，以实现轻量化和功能集成的目标。同时，章节对增材制造部件的后处理（如热等静压HIP）和性能验证方法进行了详细论述，指出了当前工艺在精度、材料性能一致性方面面临的挑战。 第六章：现代检测与计量技术 精确的测量是保证产品质量的前提。本章详细介绍了三坐标测量机（CMM）的误差模型、补偿技术，以及非接触式测量技术如激光扫描、机器视觉和白光干涉测量。重点阐述了这些技术如何集成到在线监测和闭环反馈控制系统中，实现对生产过程的实时质量控制。内容还扩展至表面形貌的参数化描述（如粗糙度、波纹度）及其对功能部件性能的影响。 第三部分：智能系统与未来制造 第七章：机械系统的动态控制与伺服驱动 现代机械的精度和响应速度依赖于先进的控制技术。本章构建了机械系统的数学模型（从拉格朗日方程出发），讲解了经典PID控制器的设计与整定。在此基础上，重点探讨了先进控制策略，如鲁棒控制、滑模变结构控制（SMC）在消除外部扰动和参数不确定性下的应用。驱动系统方面，分析了永磁同步电机（PMSM）的矢量控制、高精度伺服系统的响应特性及噪声抑制技术。 第八章：工业物联网（IIoT）与预测性维护 数字化转型为机械系统带来了革命性的管理模式。本章详细阐述了传感器技术（加速度计、应变片、声发射）在数据采集中的部署，以及这些数据如何通过边缘计算进行实时处理。核心内容围绕机械健康监测（PHM）展开，包括基于时域、频域特征提取的故障诊断算法（如小波分析、经验模态分解），以及利用机器学习模型进行剩余寿命（RUL）预测的深度学习框架。 第九章：人机交互与安全工程 随着自动化程度的提高，人与机器的交互安全愈发重要。本章探讨了协作机器人（Cobots）的安全标准、力/力矩传感器融合技术及其在共享工作空间中的应用。安全工程部分，分析了机械风险评估标准，强调了功能安全设计（Safety Integrity Level, SIL）在复杂自动化生产线中的实施流程，确保在实现高效率的同时，满足严格的职业健康与安全要求。 本书结构严谨，理论阐述深入浅出，大量引入了最新的国际标准和工程实例，旨在培养读者融汇贯通、解决复杂工程问题的能力。它不是一本简单的操作手册，而是对机械工程领域深层原理和未来方向的深度思考与实践指导。

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这本书的内容更新速度和广度真是让人眼前一亮。在这个技术日新月异的时代，很多教材很快就会过时，但这本书似乎紧跟了最新的行业标准和技术前沿。我注意到其中关于传感器应用和数字化控制系统的那几个章节，讲解得非常贴合当前工业自动化现场的实际需求，很多最新的通信协议和故障诊断方法都被囊括其中，这对于我们这些需要紧跟实际操作的工程师来说，价值简直无可估量。而且，它涉及的领域范围极广，从传统的电机驱动到现代的PLC编程逻辑，甚至是涉及到一些基础的物联网（IoT）在设备监控中的应用，都有相当精辟的论述。这说明作者群不仅是某个细分领域的专家，更具备宏观的系统集成视野，能够提供一个全面的技术概览。

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这本书的逻辑结构严密得令人印象深刻，它不像很多技术书籍那样只是简单地罗列知识点，而是构建了一个清晰的学习路径图。从最基础的机械原理概念引入，逐步深入到复杂的电路控制逻辑，层层递进，过渡自然得像是行云流水一般。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的“旧知铺垫新知”的方式，总是能找到一个读者已有的知识储备作为锚点，然后平稳地将他们带入更深层次的领域。更难得的是，它并没有陷入纯理论的泥潭，而是每完成一个理论模块的学习后，都会紧接着提供一个工程实践中的应用案例作为佐证。这种理论与实践的完美结合，使得学习过程充满了目的性和连贯性，让人感觉每翻一页都在不断地进步，而不是在原地打转。

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这本书的语言风格出人意料地保持了一种恰到好处的平衡：既有学术著作的严谨性和精确性，又不失工程师之间交流时的那种务实和直白。它很少使用晦涩难懂的哲学思辨，而是直接切入问题核心，用最精准的技术术语来描述现象和原理。在解释一些容易混淆的概念时，作者采用了类似“旁白”或“专家提示”的形式进行补充说明，这些小小的补充往往是点睛之笔，瞬间解开了我过去在自学中遇到的诸多困惑。这种交流式的写作风格，让人感觉不是在被动地接受灌输，而像是在一位经验丰富的导师指导下进行一次深入的对话。这种既专业又亲和的语调，使得整本书读起来非常流畅，即便面对艰深的专业内容，也不会感到枯燥或产生畏惧感。

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这本书的装帧和设计实在太棒了，封面采用了哑光材质，手感细腻，触摸起来非常舒服。色彩搭配也很有考究，不是那种千篇一律的工业蓝，而是带有一点点复古感的墨绿色和深灰色调，显得既专业又不失格调。拿在手里沉甸甸的，一看就知道是用料扎实，内页的纸张厚度适中，文字印刷清晰锐利，即使用强光照射也不会有反光刺眼的感觉。尤其要提的是，书的装订工艺非常精良，书脊部分即便完全摊开，也不会有断裂或松动的迹象，这对于需要反复翻阅的工具书来说简直是福音。而且，书本的整体尺寸设计得非常合理，既方便携带，又保证了版面的阅读舒适度，不像有些大开本的书，放在书桌上都显得过于笨重。这种对细节的关注，无疑提升了阅读的愉悦感，让人在接触书本的第一时间就能感受到制作者的用心。

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阅读体验方面，这本书的排版和图表质量达到了教科书级别的优秀水准。它深知对于技术图纸和原理示意图而言，清晰度就是生命线。所有的电路图、机械剖面图都采用了高质量的矢量图形绘制，线条干净利落，没有丝毫模糊或锯齿感，关键元件的标识清晰易懂，即便是复杂的系统连接图，也能通过巧妙的色彩区分和图例说明，让人一目了然。更贴心的是，很多关键公式旁边，都附带了简短的文字解释，说明这个公式在实际计算中的物理意义和适用条件，避免了读者陷入“只知其然，而不知其所以然”的窘境。这种对视觉信息传达效率的极致追求，极大地降低了理解复杂概念的认知负荷。

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