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出版者:中國青年齣版社

作者:(美)Bill Fleming

出品人:

頁數:388

译者:

出版時間:2000-1

價格:69.00元

裝幀:

isbn號碼:9787500636342

叢書系列:

圖書標籤:

• 3D建模
• 生物建模
• 醫學可視化
• 解剖學
• 數字藝術
• 建模軟件
• 生物醫學工程
• 教學
• 參考書
• 可視化

機械製圖與工程設計基礎：從二維到三維的實踐指南 第一章 基礎繪圖原理與工具 本章深入探討機械製圖的基本規範和核心原理。我們將從國際標準（如ISO、ANSI）和國傢標準（如國標GB）對工程圖樣的要求入手，詳細解析視圖的投影關係，包括三視圖的形成、畫法、尺寸標注的規範以及各種綫型的意義。重點內容包括：視圖的完整錶達——如何僅憑二維視圖準確無誤地傳達三維物體的幾何信息。 此外，本章會係統介紹傳統繪圖工具的使用，從丁字尺、三角闆到各種精度量具的維護與校準。對於現代工程設計而言，矢量化思維至關重要。因此，我們也將講解如何將傳統製圖的邏輯轉化為計算機輔助繪圖（CAD）的基礎操作邏輯，為後續章節的軟件應用打下堅實的理論基礎。我們將分析常見的圖層管理、對象選擇集和基本幾何元素（點、綫、圓、圓弧）的精確繪製技巧。 第二章 幾何作圖與空間想象力培養 空間想象力是工程設計領域的核心素養。本章將專注於幾何作圖的高級技巧，旨在提升讀者對空間關係的直觀理解和精確錶達能力。內容涵蓋平麵幾何的復雜構造，如尺規作圖在工程中的應用——如精確分割、求作公垂綫、求作各種相切圓等。 更進一步，我們將深入解析空間幾何的錶達方式。主要集中在軸測投影（如等角、二角、三解投影）的原理和繪製方法。讀者將學習如何將復雜的空間結構轉化為易於理解的二維錶示。本章通過大量實例，教授如何通過草圖快速捕捉設計意圖，並逐步轉化為規範的幾何錶達。對於麯綫和麯麵的錶達，本章將介紹三次樣條麯綫（Spline）在工程圖紙中的應用，以及如何通過截麵圖、局部放大圖等輔助手段，清晰地展現設計細節。 第三章 材料科學基礎與工程結構選型 一個成功的工程設計不僅要求幾何精確，更要求結構閤理且材料適用。本章將概述工程材料的分類、基本性能指標（如強度、硬度、韌性、疲勞極限）及其測試方法。我們側重於講解幾種核心材料體係：碳素鋼、閤金鋼、鑄鐵的組織結構與應用場景；常用有色金屬（鋁閤金、銅閤金）的特性與選擇原則；以及高分子材料在工程結構中的限製與優勢。 結構設計部分，本章著重於基礎承載元件的力學分析入門。內容包括靜力平衡的基本概念、應力和應變的定義，以及如何根據載荷條件和材料性能，進行初步的梁、柱、軸的標準尺寸估算。我們會引入安全係數的概念，講解如何根據工作環境和失效模式（如屈麯、疲勞）來確定閤理的結構設計餘量。 第四章 機械零件的標準化設計與圖示 本章聚焦於機械設計中標準化和通用化零件的設計與錶達。我們將詳細解析標準緊固件（螺栓、螺母、螺釘、鉚釘）的型號、規格選擇與圖示方法，包括螺紋的錶示法（公製、英製粗牙、細牙）。同時，介紹標準軸承、齒輪、鍵、銷等通用零件的結構特點、選用依據及其在裝配圖中的簡化錶示法。 關鍵內容在於理解“功能優先”的設計原則。例如，在軸的設計中，如何結閤配閤要求、傳遞扭矩和支撐載荷來確定軸徑和軸肩的尺寸；在孔的設計中，如何根據公差配閤係統（如H7/g6）來保證裝配精度和功能要求。本章提供瞭大量的查錶和案例分析，幫助讀者掌握從零件功能需求到標準圖紙錶達的全過程。 第五章 計算機輔助設計（CAD）軟件實戰應用：二維與三維環境搭建 本章是軟件實戰的入門指南，旨在使讀者熟練掌握主流CAD軟件平颱的基本操作流程，重點在於將前述理論知識轉化為高效的數字模型。我們將詳細講解軟件界麵的配置、坐標係統的建立、以及精確輸入的技巧（如對象捕捉、動態輸入）。 在二維環境（2D Drawing）中，我們將重溫所有標準製圖內容的數字化實現，強調利用塊（Block）、外部參照（XRef）進行高效管理。隨後，我們將過渡到三維建模環境。本章詳細介紹實體建模（Solid Modeling）的基礎技術，包括拉伸（Extrude）、鏇轉（Revolve）、掃掠（Sweep）等基本操作，如何通過布爾運算（加、減、交）構建復雜的幾何體。重點演示如何從三維模型中自動生成符閤規範的三視圖和剖視圖。 第六章 裝配體建模與工程圖紙的生成 本章將機械設計從單個零件提升到係統集成的高度。內容從裝配體環境的建立開始，講解如何導入和定位標準件與自製零件。核心在於“配閤”（Assembly Constraints）的定義與應用，包括如何精確約束零件之間的運動關係和空間位置（如固定、鏇轉、平移、接觸等）。 讀者將學習如何構建大型裝配體，並進行乾涉檢查，以驗證設計是否衝突。在裝配體完成後，本章的重點轉嚮工程圖紙的最終輸齣：如何從三維裝配模型中自動化生成符閤製圖標準的爆炸圖、剖麵圖以及物料清單（BOM）。我們將探討如何有效地標注零件序號、引導綫，並確保BOM的準確性與可追溯性，為製造和維護提供清晰的指導文件。 第七章 錶麵處理、公差與配閤的深化應用 本章深入探討影響零件實際功能和壽命的關鍵要素——錶麵質量與尺寸精度。公差與配閤理論將進行係統梳理，包括標準間隙配閤、過渡配閤和過盈配閤的物理意義、幾何公差（GD&T）的基本符號（形位公差）及其在圖紙上的應用，確保零件在裝配後能夠實現預期的功能（如運動、密封、定位）。 錶麵處理方麵，我們將講解常見的加工工藝（如銑削、車削、磨削）對錶麵粗糙度（Ra值）的影響，以及如何標注所需的錶麵質量要求。此外，還會涵蓋防腐、塗層、熱處理等工藝對零件性能的影響，以及這些信息如何在最終的工程圖樣上得到清晰的體現。 附錄：設計案例分析與規範速查錶 附錄提供瞭幾個從概念到圖紙完成的綜閤性設計案例，涵蓋簡單機械裝置的完整設計流程。此外，附錄還匯編瞭國際和國內常用的標準公差數值錶、螺紋參數錶以及常用材料的力學性能速查錶，方便讀者在設計過程中隨時查閱和參考。

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這本書的裝幀設計實在是太吸引人瞭，封麵那張用高精度3D打印技術製作的仿生心髒模型，細節處理得近乎完美，色彩過渡自然，連那些細微的血管紋理都清晰可見。我當初就是被這個封麵吸引，立刻決定要買下來。拿到手後，裏麵的彩頁印刷質量也令人贊嘆，很多復雜的分子結構圖和細胞動態過程圖，都用非常清晰且直觀的方式呈現齣來。尤其是一些剖麵圖，色彩對比度高，層次感分明，即使是初學者也能一眼看懂結構之間的關係。作者在排版上也下瞭不少功夫，圖文比例協調，關鍵術語和流程步驟都有用粗體或不同顔色高亮顯示，閱讀起來非常順暢，不會有那種傳統教科書的枯燥感。而且，這本書的紙張手感也很好，厚實且不易反光，長時間閱讀眼睛也不會感到疲勞。這種對細節的極緻追求，讓我覺得這本書不僅僅是一本工具書，更像是一件精心製作的藝術品。它在視覺上傳達齣的專業性和精良感，無疑為後續的學習內容奠定瞭極高的期待值。

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這本書最大的特點，在我看來，是它極強的跨學科整閤能力。我之前接觸過的很多相關書籍，要麼過於側重生物學理論，模型製作部分隻是蜻蜓點水；要麼就是純粹的工程技術手冊，對背後的生物學意義解釋得含糊不清。而這本書完美地架起瞭一座橋梁。它不僅教會你如何使用CAD或專業建模軟件來構建復雜的蛋白質結構，更重要的是，它會深入解釋為什麼這個結構需要被這樣建模，例如，在解釋酶催化機製時，作者會結閤量子化學計算的結果來指導你如何準確地調整活性位點的幾何形狀。這種“知道怎麼做”和“知道為什麼這麼做”的結閤，讓讀者能夠真正理解3D模型在模擬生命現象中的指導作用。對於想從“製作模型”上升到“利用模型進行模擬和預測”的讀者來說，這本書提供瞭必要的思維框架，而不是僅僅一套操作指南。

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這本書的章節安排極具邏輯層次感，給人一種步步為營的紮實感。開頭從基礎的生物大分子結構介紹入手，逐步過渡到細胞器乃至組織器官的宏觀結構構建。最令我印象深刻的是它關於“材料選擇與生物相容性”的討論。對於那些計劃將3D打印模型應用於教學演示甚至生物打印前期的研究者來說，瞭解光敏樹脂、水凝膠等不同打印材料的機械性能和生物反應是至關重要的。作者詳盡地列舉瞭不同材料在模擬骨骼、軟骨和血管時的適用範圍和打印參數的微調策略。這種對後續應用場景的深度考量，使得這本書的知識體係非常完整和閉環。讀完後，我感覺自己不再是一個隻會操作軟件的“模型製作者”，而是一個能夠根據實際生物需求，選擇最佳技術路徑的“生物結構工程師”。這種思維上的飛躍，是其他同類書籍很少能提供的。

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我得說，這本書的案例分析環節做得非常齣色，它們不僅僅是簡單的“重現”步驟，更像是一次次精巧的“實戰演練”。特彆是對一個復雜病理模型——比如腫瘤微環境的構建——的剖析，從獲取病理切片圖像、進行閾值分割、到最終生成具有浸潤邊界的異質性三維結構，每一步驟都附帶有作者的獨到見解和避坑指南。很多時候，書上會提到一個常見錯誤，比如在模型簡化過程中丟失瞭關鍵的拓撲信息，然後立即給齣修正後的最佳實踐。這種前瞻性和對潛在問題的預警，極大地提高瞭學習效率，避免瞭我在實際操作中走不必要的彎路。書後附帶的在綫資源鏈接也很有價值，雖然我沒有過多依賴，但知道作者提供瞭額外的代碼片段和數據源備份，能讓人在使用過程中更有底氣。總而言之，這是一部將理論、技術與實際應用完美融閤的深度參考手冊。

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我是在一個專業論壇上看到有人推薦這本書的，據說它係統性地梳理瞭從數據采集到最終模型可視化的全套流程，我最關注的是關於“活體組織掃描與數據重建”那一章。裏麵的內容講解非常深入，它不僅僅停留在軟件操作的層麵，還詳細闡述瞭不同掃描技術（比如共聚焦顯微鏡與CT掃描）在獲取生物數據時的優缺點以及如何進行數據預處理以避免僞影。特彆是關於如何處理噪聲數據和進行網格修復的章節，作者給齣瞭非常實用的算法思路和參數調整建議，這對於我們這些經常處理真實世界復雜生物數據的研究人員來說，簡直是福音。它沒有那種大而空的理論介紹，而是直指痛點，提供瞭大量經過實踐檢驗的解決方案。我嘗試按照書中的流程，對一個從電子顯微鏡下獲取的神經元數據進行瞭重建，結果比我以往自己摸索齣來的模型要光滑、準確得多。這顯示瞭作者深厚的理論功底和豐富的實戰經驗，這本書的實用價值絕對超乎想象。

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