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出版者:�峰資訊

作者:黃鴻源

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004年09月02日

价格:NT$ 580

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isbn号码:9789864215720

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• SolidWorks
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• 工业设计
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• 设计实例
• 数字化原型
• 计算机辅助设计

机械设计与工程应用前沿探索：一部洞悉现代制造业核心技术的深度著作 书名：精工智造：机械设计前沿理论与数字化实践 作者： 资深机械工程师与行业专家团队 出版社： 工业技术出版社 页数： 约850页 定价： 人民币 188.00 元 --- 内容简介： 《精工智造：机械设计前沿理论与数字化实践》 并非一本关于特定三维建模软件操作的图集或教程，而是一部深刻剖析当代先进机械设计理念、工程力学革新、先进制造技术融合以及数字化转型策略的权威性著作。本书旨在为从事高端装备研发、精密仪器设计、自动化系统集成的工程师、技术人员以及相关专业的高年级学生提供一个全面、深入且极具前瞻性的知识框架。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论的深化到尖端应用的拓展，共分为五大部分，二十章，系统性地梳理了驱动现代制造业进步的核心技术群。 --- 第一部分：现代机械设计理论的基石与深化（约 180 页） 本部分着重于巩固和拓展传统机械设计中的核心理论，并引入了应对复杂工况和高精度要求的全新视角。 第一章：工程材料的微观结构与宏观性能关联 深入探讨了先进高强度钢、复合材料、智能材料（如形状记忆合金、压电材料）在极端载荷、温度和腐蚀环境下的失效机制与寿命预测模型。重点分析了增材制造（Additive Manufacturing, AM）材料的晶粒结构异质性及其对疲劳强度的影响。 第二章：高级应力分析与接触力学 超越传统的应力集中简化模型，详细讲解了有限元分析（FEA）在处理非线性材料行为、大变形、以及复杂接触界面的精确求解方法。内容涉及 Hertz 接触理论的扩展应用、摩擦学中的接触区热效应分析，以及多物理场耦合下的载荷传递路径优化。 第三章：振动、冲击与噪声控制的动态学优化 系统阐述了机械系统随机振动分析、模态叠加法在瞬态冲击响应中的应用，以及主动隔振与磁悬浮技术在高速精密设备中的实施策略。探讨了如何通过结构拓扑优化来降低特定频率的振动响应。 第四章：可靠性工程与寿命预测 引入概率设计方法（Probabilistic Design），教授如何利用威布尔分布、极值理论等统计工具，对系统关键部件的失效概率进行量化评估。详述了基于损伤容限（Damage Tolerance）的设计流程。 --- 第二部分：数字化设计与仿真集成（约 220 页） 本部分聚焦于设计流程的数字化转型，重点在于如何利用高级软件工具集成的能力，实现设计、分析与制造的无缝衔接。 第五章：参数化建模与设计自动化 讲解了如何构建具有内在逻辑关联的参数化模型，实现设计变量的快速迭代。详细介绍了基于规则（Rule-Based）和基于特征（Feature-Based）的设计自动化方法，以及在复杂几何生成中的应用。 第六章：多体动力学（MBD）仿真与机理验证 侧重于对运动机械系统的完整行为预测。内容包括柔性体动力学建模（Flexible Body Dynamics）、关节约束的精确定义、以及 MBD 与控制系统（如 PID、模糊控制）的联合仿真，以优化运动轨迹和消除振荡。 第七章：计算流体力学（CFD）在机械设计中的应用 关注于散热设计、气动/水动力学分析。深入讲解了湍流模型（如 RANS、LES）的选择标准，以及如何利用 CFD 结果指导冷却通道设计、密封件性能优化和内部流动阻力最小化。 第八章：数字孪生（Digital Twin）的基础架构与实现 探讨了如何将物理资产的实时运行数据与虚拟模型同步。内容包括传感器数据融合、数据驱动的模型校准技术（Model Calibration），以及在预测性维护和虚拟调试中的实践案例。 --- 第三部分：先进制造工艺与设计协同（约 200 页） 本部分跨越了设计与制造的传统界限，探讨了如何将制造约束（DFM/DFA）融入早期设计决策，特别是针对增材制造和精密加工。 第九章：面向增材制造的设计（DfAM） 详细阐述了与增材制造工艺（如 SLM, EBM, FDM）相关的设计限制与优化潜力。重点介绍了点阵结构（Lattice Structures）的设计、应力驱动的优化拓扑生成，以及如何应对 AM 过程中的残余应力和变形问题。 第十章：精密加工与表面工程设计 讨论了五轴加工、高速切削的工艺窗口。重点在于如何通过设计（如刀具路径可达性分析、避免干涉）来确保高精度公差的实现。同时，引入了表面粗糙度对摩擦、疲劳和粘附性能的决定性影响。 第十一章：柔性制造系统与自动化集成 分析了机器人和协作机器人（Cobots）在装配和检测中的应用。内容涉及机器人工作空间规划、运动规划算法，以及人机协作界面设计中的安全标准。 第十二章：质量控制与尺寸链分析 超越传统的几何公差（GD&T），引入了基于功能需求的功能尺寸链分析（Functional Tolerance Stacking）方法，以确保复杂装配体的性能一致性。 --- 第四部分：机电一体化与智能系统设计（约 150 页） 本部分专注于现代机械系统不可分割的电控部分，关注如何将传感器、执行器和控制算法高效地集成到机械结构中。 第十三章：伺服驱动与运动控制系统 深入探讨了高性能交流伺服系统的选型原则、电机与减速器的匹配性分析。详细讲解了闭环控制回路的建立、电流环、速度环和位置环的调参方法，以及对外部干扰的抑制策略。 第十四章：传感器技术与数据采集 评估了光学、电涡流、压电等各类非接触式和接触式传感器的性能参数、抗干扰能力及其在苛刻环境下的可靠性。介绍了高速数据总线（如 EtherCAT）在实时同步中的作用。 第十五章：嵌入式系统与实时操作系统 为机械控制应用设计了嵌入式硬件架构的选择指南，包括微控制器（MCU）和现场可编程门阵列（FPGA）在运动控制中的优势互补。讨论了实时操作系统（RTOS）的调度机制。 第十六章：人机交互界面（HMI）的设计规范 从用户体验（UX）角度出发，探讨了工业控制面板、远程监控界面在信息显示密度、操作逻辑和故障诊断方面的最佳实践。 --- 第五部分：面向未来的工程挑战与案例研究（约 100 页） 本部分着眼于行业前沿，展示了如何应用前述理论解决现实世界中的复杂工程问题。 第十七章：极端环境下的机构设计 案例分析了深海、真空、超低温等特殊环境对材料选择、密封技术和润滑系统的极端要求。 第十八章：轻量化与结构拓扑优化 介绍了一种基于应力敏感度的迭代方法，用于在保持结构刚度和强度的前提下，最大程度地减轻部件质量，广泛应用于航空航天和电动汽车领域。 第十九章：生物医学工程中的精密机构设计 探讨了微纳尺度操作、植入式设备的设计挑战，例如微泵、微夹爪以及可穿戴设备的仿生驱动技术。 第二十章：系统级工程（SE）方法论在装备研发中的应用 讲解了如何运用需求分析、接口控制文档和系统集成测试等方法，确保大型复杂机械系统（如大型机床、自动化生产线）的整体性能达标。 --- 适用读者： 机械工程、材料科学、自动化工程等专业的研究生及高年级本科生。 从事高端装备设计、精密仪器制造、自动化产线规划的研发工程师。 追求技术升级，希望掌握数字化设计与仿真集成前沿方法的行业技术骨干。 本书以严谨的工程语言和丰富的理论深度，力求成为读者在现代机械设计领域攻坚克难的必备参考书。

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这本书，暂且称之为《高级数控编程与刀具路径优化实战演练》，与其说是一本书，不如说是一套全自动化的“进阶课程”。我过去一直认为，只要掌握了G代码的基本语法，CNC编程就不成问题了。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它花了大量篇幅讲解五轴联动加工中不同运动学模型的选择对表面光洁度的影响，特别是针对复杂曲面的等步进与等角度插补策略的详细对比，那简直是教科书级别的演示。我按照书中的实例，用我们车间的旧机床进行了几次调试，发现按照书中的参数和补偿方法设置后，原本需要多次换刀才能达成的曲面精度，现在一次走刀就能轻松实现，效率提升了至少百分之三十。书中附带的光盘（尽管现在光盘已经很罕见了，但作者坚持提供，这份匠人精神令人敬佩）里的配套仿真文件，更是无价之宝，可以让我安全地在电脑上预演那些高风险的切削路径。对于那些需要处理钛合金、高温合金等难加工材料的精密制造人员来说，这本书的价值简直无法用金钱衡量。

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这本《机械设计与应用指南》简直是工业设计领域的“圣经”！我一个刚毕业的机械小白，手里捧着这本厚厚的书，刚开始还有点畏惧，感觉里面充满了各种晦涩难懂的公式和图表。但真正沉下心来读进去后，我才发现它的魅力所在。作者没有采用那种高高在上的理论说教方式，而是大量的篇幅都用来解析真实的工程案例，从一个螺栓的选型到整个复杂传动系统的优化设计，讲解得细致入微。特别是它对材料力学在实际应用中的考量，那几个关于疲劳极限和蠕变分析的小节，简直是醍醐灌顶。我之前在学校里学得总觉得理论和实践脱节，但这本书完美地弥合了这一鸿沟。比如，书中对不同焊接工艺的优缺点对比，配图精良到我仿佛能闻到焊渣燃烧的味道。如果说有什么遗憾，或许是它对新能源汽车领域前沿结构的覆盖还不够深入，但瑕不掩瑜，对于任何想从“图纸绘制者”成长为“问题解决者”的工程师来说，这本书都是案头必备的参考资料，翻开它，总能找到解决手头难题的灵感和依据。

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说实话，刚拿到《现代流体力学可视化教程》的时候，我有点失望，因为它看起来太学术了。封面设计朴素，插图也都是密密麻麻的矢量场和边界层图。但坚持翻过前三章后，我发现自己完全错了，这简直是计算流体力学（CFD）领域的“黑暗中指引之光”。作者没有直接抛出纳维-斯托克斯方程的复杂形式，而是用非常形象的比喻，比如“水流中的蝴蝶效应”来解释湍流的本质。最精彩的是它对数值格式的讲解，比如有限体积法和有限元法的区别，在处理网格畸变时的优缺点，作者用非常直观的几何图形将抽象的数学概念“可视化”了。我特别喜欢其中关于后处理的章节，它详细介绍了如何用不同的着色方案和切片技术来揭示流体流动中的关键特征，比如回流区和分离点，这对于做气动外形优化的工程师太重要了。这本书让我明白，理解背后的物理机理，远比记住软件的操作步骤要重要得多，它真正教会我如何“看懂”模拟结果，而不是仅仅生成一个漂亮的云图。

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我必须得说，我完全是冲着这本书的“哲学思辨”部分买的，结果发现它在技术深度上也让人惊叹不已。《创新思维与工业美学》这本书的视角非常独特，它不像市面上那些纯粹的技术手册，而是将工程设计提升到了艺术和哲学的层面。第一章关于“功能服从形式还是形式引导功能”的辩论，我读了整整一个下午，引发了我对自身设计理念的重新审视。作者引用了包豪斯学派的观点，又结合现代增材制造技术的可能性，探讨了在高度定制化的未来，产品设计应该如何平衡效率、成本和情感价值。更让我印象深刻的是其中关于“用户体验”的章节，它不谈那些泛泛的界面设计，而是深入到人机工程学和心理学层面，分析用户在长时间操作设备时，微妙的肌肉疲劳和认知负荷是如何影响他们对产品的最终判断的。这本书的排版和纸张质量也无可挑剔，那种沉甸甸的质感，配合着黑白分明的版式设计，本身就是一种对“精工细作”的致敬。我强烈推荐给那些对设计有更高追求，不甘于仅仅完成任务的行业前辈们。

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我是一名专注于模具设计多年的老兵了，对各种CAE软件的了解程度不亚于我的手指头。我原本以为《注塑成型缺陷诊断与预防手册》这本书对我来说，无非是查漏补缺的作用。结果呢？我发现自己过去十几年里解决问题的经验，很多都停留在“试错”的层面，这本书则提供了一套系统化的“逻辑树”。它不是简单地列出“缩水、披锋、气泡”这些常见问题，而是深入到工艺参数组合与模具结构之间的深层联系。比如，书中关于排气系统的论述，它根据不同塑料的熔体粘度和渗透性，给出了三种截然不同的排气槽设计原则，并配上了详尽的FEA模拟截图对比，这比我以前通过“感觉”设计的排气口要科学得多。此外，它对冷却系统的分析也极其到位，特别是对“平衡冷却”的阐述，直接解决了我们车间里因冷却不均导致翘曲变形的顽疾。这本书的价值在于，它把复杂的流变学知识，转化成了模具设计师可以立即在CAD/CAE软件中操作的明确指导，是一本真正能够提高生产合格率的实战宝典。

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