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出版者:东南大学出版社

作者:徐生荣 编

出品人:

页数:213

译者:

出版时间:2004-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787810895316

丛书系列:

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• 工程热力学
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《机械设计基础》内容简介 第一章 绪论 本章首先介绍了机械设计在现代工程领域中的核心地位与重要性，阐述了机械设计的基本概念、任务与原则。内容涵盖了机械零件、机构和机器的定义，以及机械设计过程的系统性规划，从需求分析、概念设计到详细设计与优化。特别强调了可靠性、安全性、经济性以及环境适应性在现代设计中的综合考量。本章还将简要回顾机械设计的发展历程，并概述现代设计方法学的基本框架，如计算机辅助设计（CAD）的应用前景。 第二章 机械传动基础 本章深入探讨了机械传动系统的基本原理与元件。首先系统地介绍了各种常用齿轮的基本几何参数、啮合原理、应力分析方法，包括弯曲强度和接触疲劳强度的校核。随后，详细阐述了轴和轴承的设计。轴的设计部分涵盖了静力与疲劳载荷下的强度校核、刚度校核以及临界转速的计算。轴承部分则重点介绍了滚动轴承和滑动轴承的选型、寿命计算、润滑与密封技术。此外，本章还包含了带传动（V带、平带）和链传动的结构特点、传动比计算、效率分析及安装调整要点。通过本章学习，读者将掌握对各类机械传动系统的基本设计能力。 第三章 机械连接元件 本章聚焦于机械系统中的固定连接与可拆卸连接。螺纹连接是本章的重点，详细分析了螺栓连接的预紧力计算、疲劳强度、防松措施及其在不同载荷情况下的应用。介绍了平键、花键和销连接的结构、承载能力计算及其在轴与轮毂连接中的应用。此外，本章还涵盖了铆接和胶接等永久性连接方法的适用范围、设计要求及强度评估。对各种连接方式的优缺点对比，旨在指导设计者根据具体工况选择最合适的连接技术。 第四章 弹性力学基础与应力分析 本章为后续的零件强度设计奠定理论基础。首先复习并深化了材料力学的基本概念，包括应力、应变、胡克定律的适用范围。重点讲解了复杂应力状态下的应力强度理论，如最大剪应力理论（Tresca）和最大畸变能理论（Von Mises），并讨论了它们在工程判断中的应用。内容还包括了对梁的弯曲、扭转、组合载荷下的应力集中现象分析，以及引入了疲劳载荷下的损伤累积理论，为零件的耐久性设计提供定量依据。 第五章 机械零件强度设计与可靠性评估 本章是机械设计实践的核心。基于前述的强度理论，本章详细阐述了各类关键机械零件的强度设计方法。对于承受交变载荷的零件，将深入讲解静强度、疲劳强度（包括S-N曲线的应用、修正系数的选取）的校核流程。材料选择方面，将介绍常用碳素钢、合金钢、铸铁等材料的力学性能及其在不同工作条件下的适用性。最后，本章引入了可靠性设计的基本概念，介绍基于概率的可靠性指标（如可靠度、风险率）的计算方法，使设计结果更具科学性。 第六章 机构运动与动力学分析 本章侧重于机械运动的描述与分析。首先系统介绍平面连杆机构、凸轮机构等常见基本机构的运动分析方法，包括瞬心法、速度瞬积法及解析法。随后进入机构动力学部分，重点讲解了机构中的力分析，包括静力平衡、惯性力计算，并介绍了冲量法和动量法在冲击分析中的应用。此外，本章还将介绍机构运动方案的拟定、运动误差分析与修正技术，为机构的平稳、精确运行提供设计指导。 第七章 摩擦、磨损与润滑 摩擦、磨损与润滑是保证机械长期稳定运行的关键因素。本章首先从微观角度探讨摩擦的本质，介绍干摩擦、边界润滑和流体润滑的理论模型，包括库仑摩擦定律和阿蒙顿定律的适用条件。磨损部分，详细分析了磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损等主要磨损形式的机理及防护措施。润滑部分，重点讲解了润滑剂（润滑油、润滑脂）的性能指标、选择原则，以及润滑系统的设计要点，如油路设计和过滤净化技术。 第八章 弹性体的静力学与刚度设计 本章关注机械结构在静载荷作用下的变形控制。通过对梁、板、壳等弹性体在各种约束条件下的挠度、转角计算，帮助读者理解结构变形的规律。详细介绍了刚度作为设计准则的必要性，尤其是在保证运动精度和避免共振方面的作用。本章还将引入有限元分析（FEA）的基本概念，说明如何利用数值方法求解复杂结构件的应力分布和变形情况，实现刚度优化设计。 第九章 制造、装配工艺与公差配合 本章将设计与制造实际紧密结合。首先系统介绍了常用加工方法的原理、精度等级及其对零件尺寸和表面粗糙度的影响。重点阐述了互换性设计原则和公差配合理论，包括尺寸公差、形状与位置公差（GD&T）的标注与解读。详细讲解了各种配合（如过盈配合、间隙配合）的选择依据和计算方法，确保零件在装配后的功能要求得到满足，并探讨了装配过程中的关键技术和质量控制。 第十章 机械设备可靠性与寿命设计 本章将前述的强度、疲劳和润滑知识进行综合应用，形成面向整机寿命的系统设计方法。涵盖了故障模式与影响分析（FMEA）的应用，以识别设计中的薄弱环节。重点讨论了如何基于目标寿命和环境条件，制定合理的寿命分配方案。此外，本章还介绍了预防性维护（PM）的策略，以及如何通过冗余设计和故障诊断技术来提升机械系统的整体可靠度和可维护性。

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我尝试从这本书中寻找一些能点亮工程实践的“火花”，但收效甚微。它似乎完全沉浸在宏观热力学的纯粹世界里，对能量的“浪费”——那些在现实中无处不在的不可逆性——的处理方式，显得过于轻描淡写。例如，在讨论效率最大化的问题时，书本似乎默认我们可以无限接近理想状态，而对如何处理现实中的湍流、换热器结垢或者压缩机叶片上的气动损失等实际工程问题着墨甚少。我更希望看到的是，在讲解了理想循环之后，能够紧接着引入实际燃气轮机或蒸汽动力装置的改进措施，比如回热、再热、冷却技术，以及这些技术如何从根本上对抗熵增带来的不利影响。这本书对这些实际的工程优化策略几乎没有涉及，或者仅仅是一笔带过，缺乏深入的案例分析和量化的评估方法。这让我感觉像是在学习如何驾驶一辆完美的理论跑车，却从未被告知如何在泥泞的赛道上进行转向和制动。对于一个以“工程”命名的教材而言，这种对实践的疏离感，使得它在指导实际问题解决方面显得力不从心，读完后，我依然对如何设计一个高效的制冷系统感到茫然。

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这本书的装帧和排版，坦白说，是一种视觉上的挑战。厚实的纸张和密集的文字块，首先就给人一种压迫感。更让我困惑的是，图表的质量和它们在文本中的布局。在讲解关键的p-v图、T-s图以及相图时，那些本应是直观辅助理解的图形，往往印刷得模糊不清，线条交错混杂，颜色对比度极低。有几次，我不得不借助放大镜，才能勉强分辨出等温线和绝热线之间的微小差异。这对于需要通过图形来构建空间思维模式的工程学习者来说，简直是致命的打击。此外，书中的术语使用也显得有些不统一。同一个物理量，在不同的章节中，可能被赋予了不同的符号或表述方式，这迫使我不得不频繁地前后翻阅，以确认我正在处理的究竟是哪个变量的定义，极大地打断了阅读的连贯性和心流状态。这种细节上的疏忽，让人不禁怀疑作者和出版社在最终审校阶段的投入程度。一个严肃的工程学著作，理应在信息呈现的清晰度和准确性上做到极致，因为在工程领域，一个小的符号错误或一个模糊的图示，都可能在实际操作中引发巨大的偏差。这本书在“如何清晰地呈现知识”这一环节，失分严重，使得原本就具有一定难度的学科学习，又平添了许多不必要的摩擦。

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另一个让我感到困扰的是，这本书的“历史感”似乎过于强烈，对现代热力学的发展和新兴领域关注不足。当我们身处能源转型和可持续发展的时代，像化学热力学、统计力学与宏观热力学的有效结合，以及在纳米尺度下的能量转换研究，都已成为该领域的前沿热点。然而，在这本厚重的教材中，这些现代视角和前沿动态几乎是缺席的。它仿佛停留在上世纪中叶的经典理论框架内，对于如何利用热力学原理去解决诸如高效储能、温室气体捕获或生物能源转化等当代挑战，没有提供任何有价值的理论基础或讨论。这使得这本书在时效性上大打折扣，它能告诉你过去是如何思考的，但对于指导未来的研究和创新，则显得力不从心。阅读这样的教材，让人有种被时代抛下的感觉，我们学习的知识似乎是精美的古董，虽有价值，却无法直接嵌入到我们正在构建的未来工程体系之中。一本优秀的工程学经典，应当是承前启后的，既扎实于过去，又能展望未来，而这本书在这方面的表现，确实让人感到遗憾和不足。

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这本书的习题部分，可以说是最令人气馁的部分之一。通常来说，习题是检验和巩固所学知识的最佳途径，然而这里的习题设计，更像是对书中少数几个复杂公式的机械性套用练习。它们往往要求对一个高度简化的、几乎不存在于现实世界中的系统进行运算，结果往往是一个不带任何物理意义的纯数字。我最渴望看到的是那些能够激发思考、需要综合运用多个知识点来构建解决方案的“开放式”或“设计导向型”的题目。比如，要求根据给定的环境温度和负荷要求，设计一个最小化能耗的热泵系统，并讨论不同工质选择对系统经济性的影响。遗憾的是，这本书的习题缺乏这种层次感和综合性。它们更像是“数学题”，而不是“工程题”。这种单一维度的练习模式，不仅无法训练读者的批判性思维和系统集成能力，反而会让人产生一种错觉：热力学就是一堆公式的堆砌，只要算对了数字，就完成了学习。这种教学模式无疑是扼杀了对这门学科内在美感的探索，让学习过程变得枯燥乏味且缺乏成就感。

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拿到这本书的瞬间，我内心是充满了期待的。毕竟“工程热力学”这个名字本身就带着一种厚重和严谨，它承诺着要为我们揭示能量转换和物质状态变化的底层规律。然而，当我真正翻开它，试图深入学习那些关于熵增、等温膨胀和卡诺循环的精妙之处时，我发现自己似乎迷失在了文字的迷宫里。书中的概念阐述，本应是清晰如水晶的，结果却像蒙着一层厚厚的雾。举例来说，在讲解热力学第二定律时，作者似乎过于沉迷于数学公式的推导和繁琐的数学语言，而忽略了读者作为初学者，更需要的是直观的、贴近实际工程场景的物理图像和逻辑关联。那些复杂的积分和偏微分方程，虽然在理论上无可指摘，但在实际应用中，我常常感到抓不住重点，就像在看一份高度加密的密码本，知道里面藏着宝藏，却找不到钥匙。特别是关于热力学第一定律在非平衡系统中的应用部分，我感觉作者给出的案例过于理想化，与我日常接触的那些充满摩擦、热损失和不确定性的真实工程环境相去甚远，这使得知识的迁移和实际应用变得异常困难。整本书读下来，给我的感觉是，它更像是一本写给研究人员的学术参考手册，而非一本旨在普及和教授基础工程原理的教材。它在理论深度上是足够的，但温度不够，少了那么一点将复杂知识转化为可操作性智慧的引导。我期待的是一座坚实的桥梁，带我从基础走向应用，但这本书给我的感觉，更像是一座孤高的学术塔楼，虽居高临下，却难以攀登。

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