电气控制与可编程序控制器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:黄净

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:27.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111147114

丛书系列:

图书标签:

• 电气控制
• PLC
• 可编程控制器
• 自动化
• 工业控制
• 电路
• 继电器
• 传感器
• 电机控制
• 电气工程

《现代机械设计与制造技术前沿》 图书简介 本书聚焦于当代机械工程领域最前沿、最具创新性的设计与制造技术，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解和掌握支撑“工业4.0”及智能制造未来的核心技术体系。本书内容摒弃了传统机械制图和基础理论的冗余叙述，直接切入高端应用和颠覆性技术，强调理论与实践的紧密结合，以及跨学科知识的融合。 全书结构围绕“智能、增材、复合、系统”四大主线展开，内容详实、技术前沿，力求覆盖从概念设计到最终制造全生命周期的创新环节。 --- 第一部分：智能驱动的设计方法与仿真（Intelligent Driven Design and Simulation） 本部分着重探讨如何利用人工智能和先进计算方法革新传统机械产品的设计流程。 第一章：拓扑优化与生成式设计（Topology Optimization and Generative Design） 本章深入剖析了基于性能约束的拓扑优化算法，特别是如何利用有限元分析（FEA）和结构化约束条件，实现轻量化、高强度的结构设计。重点介绍了生成式设计（Generative Design）的工作流，包括设计空间的定义、载荷边界条件的输入，以及算法如何自动生成数千种满足工程需求的潜在设计方案。探讨了这些设计如何突破人类直觉的限制，尤其在航空航天和高性能运动器材领域的应用案例。 第二章：数字孪生与实时仿真（Digital Twin and Real-Time Simulation） 详细阐述了数字孪生技术在机械系统中的构建原理和应用。内容涵盖了物理模型与虚拟模型的实时数据同步机制、多物理场耦合仿真（如热-结构-流体耦合）的高级技术。重点讲解了如何利用数字孪生平台进行故障预测性维护（PdM）和“What-If”场景分析，以优化设备运行效率和延长使用寿命。 第三章：人机交互与沉浸式设计环境（HMI and Immersive Design Environments） 本章关注设计过程中的交互方式革新。介绍了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术如何应用于产品概念评审、装配验证和人机工程学分析。通过沉浸式环境，工程师能够更直观地感受产品形态和操作体验，从而在设计早期发现潜在的设计缺陷，加速迭代周期。 --- 第二部分：增材制造与先进材料（Additive Manufacturing and Advanced Materials） 本部分聚焦于颠覆传统减材制造模式的增材制造技术及其对材料科学提出的新要求。 第四章：高性能金属增材制造工艺深化（Advanced Metal AM Processes） 详尽对比了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等主流金属3D打印技术的工艺参数控制、致密度优化与残余应力管理。本章特别强调了打印后处理技术，如热等静压（HIP）对改善打印件微观结构和提升机械性能的关键作用。讨论了如何针对增材制造的特点进行“设计自由度最大化”的结构重构。 第五章：功能梯度材料与复合结构制造（Functionally Graded Materials and Composite Structures） 探讨了如何利用多材料打印技术实现功能梯度材料（FGM）的制造，即材料性能在空间上连续变化的结构，例如从坚硬的陶瓷到高韧性的金属过渡层。同时，深入研究了纤维增强复合材料（如碳纤维、陶瓷基复合材料）与增材制造的结合，包括定向纤维沉积（CFD）技术在制造具有高度各向异性力学性能部件中的应用。 第六章：质量控制与无损检测在AM中的集成（Quality Control and Nondestructive Testing in AM） 针对增材制造件固有的缺陷（如孔隙、未熔合），本章介绍了几种先进的在线和离线无损检测（NDT）方法，包括同步辐射成像、高频超声波扫描等，用以实时监控和验证制造质量，确保最终产品的可靠性。 --- 第三部分：先进驱动系统与机电一体化集成（Advanced Actuation and Mechatronic Integration） 本部分转向驱动与控制系统的集成化发展趋势，关注高效率、高精度的动力传输与响应。 第七章：仿生与柔性驱动器设计（Bio-Inspired and Soft Actuators） 超越传统的电机和液压驱动，本章详细介绍了仿生驱动器（如人工肌肉、形状记忆合金驱动器）的工作原理和建模方法。重点分析了柔性电子和气动人工肌肉（PAMs）在需要高顺应性、安全协作（Cobot）环境中的应用潜力。 第八章：高精度运动控制与伺服系统优化（High-Precision Motion Control and Servo Optimization） 本章关注纳米级或微米级定位精度下的控制难题。内容涉及先进的反馈控制算法，如滑模控制（SMC）、模型预测控制（MPC）在解决系统非线性和外部扰动方面的应用。同时，探讨了基于磁悬浮的无摩擦驱动技术在超精密加工中的实现。 第九章：嵌入式系统与边缘计算在机械系统中的部署（Embedded Systems and Edge Computing in Machinery） 探讨了如何将高性能的微控制器和FPGA集成到机械设备中，实现传感器数据的快速预处理和低延迟决策。重点分析了边缘计算如何减少对云端的依赖，提升复杂机械集群（如多轴机床或自动化产线）的实时响应能力和数据安全性。 --- 第四部分：可持续性与循环制造（Sustainability and Circular Manufacturing） 本部分强调现代机械工程对环境影响的考量，以及如何设计更易于维护和回收的产品。 第十章：面向拆解的设计（Design for Disassembly, DfD）与模块化（Modularity） 阐述了如何通过优化的连接件、标准化的接口和材料选择，在产品设计初期就为后期的维修、升级和回收做好规划。分析了模块化设计如何延长产品生命周期，并显著降低报废成本。 第十一章：材料的生命周期评估与再制造技术（Life Cycle Assessment and Remanufacturing） 介绍了如何运用生命周期评估（LCA）工具量化设计选择对环境的影响。深入研究了先进的机械部件再制造技术，包括部件修复、表面强化涂层和增材制造的“填补”技术，以实现高价值机械部件的循环利用。 本书适合于机械工程、工业工程、材料科学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及在高端制造、航空航天、精密仪器等行业从事研发、设计与工艺优化的高级工程师参考学习。通过本书的学习，读者将能够掌握面向未来挑战的、跨越传统学科界限的先进制造与设计理念。

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