机械制造基础学习指导与习题 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:重庆大学

作者:京玉海

出品人:

页数:107

译者:

出版时间:2006-2

价格:11.00元

装帧:

isbn号码:9787562435976

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创新驱动与智能制造前沿探索 铸造未来：新材料、新工艺与数字化转型 本书聚焦于当前全球制造业转型升级的核心议题，深入剖析了驱动“工业4.0”和迈向“智能制造”的关键技术领域，旨在为工程师、研究人员及高层管理者提供一套前瞻性的理论框架与实践指导。 本书摒弃了传统制造学科中对基础机械原理的重复性阐述，而是将视角投向了那些正在重塑产业格局的前沿创新。 全书分为五大部分，共十六章，结构紧凑，内容前沿且极具操作性。 --- 第一部分：先进材料的突破与应用（约350字） 本部分深入探讨了面向极端工况和高端装备需求的新型结构材料与功能材料的研发趋势与工程化挑战。 1. 增材制造（3D打印）的高性能化研究： 重点分析了金属粉末床熔融（PBF）、定向能量沉积（DED）等主流工艺在微观组织控制、残余应力消除、以及大尺寸复杂构件制造中的最新进展。我们详细讨论了如何通过过程参数的实时监控与反馈，实现对晶粒尺寸、位错密度和缺陷率的精确调控，以期达到甚至超越传统铸锻件的机械性能。此外，本书还专门开辟章节阐述了用于生物医学植入物和航空航天热端部件的高熵合金和陶瓷基复合材料（CMC） 的制备技术与服役行为预测模型。 2. 智能材料与自适应系统： 探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料、磁流变液等智能材料在制造过程中的主动减振、在线监测和自修复结构中的应用潜力。书籍详细介绍了如何利用这些材料集成到模具和夹具设计中，实现工艺参数的动态优化，从而提高加工精度和产品一致性。 3. 材料-工艺-性能的耦合建模： 基于第一性原理计算和机器学习算法，本书提出了一套多尺度模拟框架，用以预测特定制造路径对材料最终宏观性能的影响，为新材料的快速筛选和应用奠定了理论基础。 --- 第二部分：超精密与特种加工技术的革新（约380字） 本部分着眼于传统切削方法难以企及的材料去除和表面改性领域，重点剖析了非接触式和高能束流加工技术的深度集成。 1. 超快激光加工与微纳制造： 深入解析了皮秒、飞秒激光在冷加工机制中的物理本质，特别是在硬脆材料（如光学元件、半导体晶圆）的无热影响区（HAZ）钻孔、切割和表面纹理化中的应用。书中提供了详细的激光参数与烧蚀阈值的实验数据和理论模型，指导读者如何实现亚微米甚至纳米尺度的结构加工。 2. 等离子体与电化学加工（ECM/PEC）： 针对难加工材料（如镍基高温合金、钛合金），本书对比了高电流密度下的电化学溶解与等离子体辅助下的材料去除效率。重点阐述了如何利用脉冲电源和电解液的流体力学来控制加工表面的粗糙度，并减少电化学腐蚀对材料微观结构的影响。 3. 表面功能化与改性技术： 探讨了离子束沉积、磁控溅射等技术在制备超硬、耐磨或具有特定光电特性的薄膜方面的最新突破。本书强调了如何通过精确控制沉积角度和能量，实现梯度功能涂层的设计，以增强零部件在复杂环境下的可靠性。 --- 第三部分：制造系统的数字化与网络化（约390字） 本部分是全书的理论核心，聚焦于如何利用信息技术实现制造过程的透明化、优化化和自主化。 1. 工业物联网（IIoT）与边缘计算在车间中的部署： 详细阐述了传感器技术（如声发射、振动、热成像）如何采集海量实时数据，并通过边缘计算节点进行初步特征提取与异常检测。书中提供了基于MQTT和OPC UA协议的数据采集与标准化框架，确保异构设备间的数据互操作性。 2. 数字孪生（Digital Twin）的构建与应用： 本章超越了简单的三维建模，重点阐述了如何构建与物理实体实时同步、状态映射、行为预测的数字孪生模型。这包括对机床刚度、刀具磨损、工件热变形的动态仿真，以及基于孪生体进行“预演式”工艺优化，从而实现零停机时间的流程改进。 3. 制造过程的优化与调度算法： 介绍了先进的优化方法，如遗传算法、粒子群优化（PSO）以及深度强化学习（DRL）在解决高维复杂生产调度问题上的应用。重点分析了柔性作业车间调度（FJSP） 中的约束处理与目标函数设定，以平衡吞吐量、提前期和资源利用率。 --- 第四部分：人机协作与质量保证的范式转变（约250字） 本部分关注制造环境中的“智能体”——人与机器的关系，以及如何确保产品质量的根本性提升。 1. 协作机器人（Cobots）与人机交互界面（HMI）： 探讨了如何设计安全、高效的人机边界和交互协议，使协作机器人在负载处理、精密装配等任务中与操作员无缝配合。重点分析了基于视觉和力/力矩传感器的安全碰撞检测算法。 2. 过程质量控制（PQC）的深度学习应用： 阐述了如何利用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）对加工过程中的传感器数据流进行深度特征挖掘，实现对潜在缺陷的提前预警（而非事后检测）。书中提供了在特定加工任务中训练和验证缺陷识别模型的实际案例。 3. 基于模型的质量预测与追溯： 介绍了如何整合材料批次信息、工艺参数记录与最终性能检测结果，建立全生命周期质量数据链。这有助于在产品投入使用后，通过反向追溯快速定位和解决设计或制造环节的系统性缺陷。 --- 第五部分：可持续制造与循环经济（约120字） 本书最后部分着眼于全球环境责任，探讨了制造领域如何实现低能耗和资源循环。 本书详细介绍了能源效率优化的策略，如机床空载状态下的智能休眠管理和切削液的循环净化技术。此外，还分析了产品全生命周期评估（LCA） 在指导设计决策中的作用，鼓励采用模块化设计和易于拆卸的连接方式，以提高报废零部件的回收率和再制造的经济性。 本书特色： 内容紧跟国际顶尖学术会议和前沿企业实践，大量引用了最新的仿真软件（如Abaqus/CAE、Ansys Fluent/Workbench）在复杂制造过程中的高阶应用案例，旨在培养读者面向未来工厂的系统思维和解决复杂工程问题的能力。

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这本书的章节逻辑编排堪称典范，它巧妙地构建了一个从宏观到微观，再到实际应用层层递进的学习路径。我特别欣赏作者在引入新概念时所采取的“类比先行”的教学手法。例如，在讲解切削加工的原理时，作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是先用生活中的例子来形象化地解释力是如何作用于材料的，这种方式极大地降低了初学者的心理门槛。随后，才循序渐进地引入理论支撑，使得公式不再是枯燥的符号堆砌，而是逻辑的必然结果。对于那些容易混淆的知识点，比如不同类型的机床和它们的适用范围，作者采用了对比表格的形式进行归纳总结，清晰明了，一眼就能抓住核心差异。这种结构设计，让我在复习时能够快速定位知识点，而不是在厚厚的文字中迷失方向。它不是简单地罗列知识点，而是在引导读者构建一个完整的知识框架体系。

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这本书的排版和装帧设计真是让人眼前一亮，拿到手就感觉很用心。纸张的质感很细腻，拿在手里沉甸甸的，能感受到出版社在细节上的追求。尤其是那些复杂的机械图示部分，线条清晰锐利，灰度过渡自然，即便是初学者也能轻松看懂那些复杂的结构剖面图。色彩的运用也恰到好处，不是那种廉价的工业灰，而是那种带着专业感的、能让人专注其中的色调。封面设计也很有现代感，简约中透露出专业性，放在书架上绝对是亮眼的一笔。翻阅过程中，书脊的弯曲度很自然，没有出现那种新书特有的僵硬感，这点对于经常需要摊开书本对照学习的读者来说非常友好。而且，这本书的开本选择也很合理，既保证了版面的信息量，又方便携带，无论是放在背包里还是夹在笔记本下，都不会觉得笨重。总的来说，这是一本在视觉和触觉上都能带来愉悦体验的工具书，让人愿意长时间地去阅读和使用。

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从学习辅助工具的角度来看，这本书的配套资源和排版细节体现了极高的实用价值。书中的插图不仅仅是装饰，它们是与文字内容紧密耦合的辅助工具。特别是那些涉及到复杂机构运动的示意图，作者通过箭头和阴影的处理，将力的传递方向和部件的相对运动清晰地标示出来，即便没有配套的视频或动画，读者也能在大脑中构建出动态的场景。此外，章节末尾的自测题设计也颇具匠心，它并非简单的选择或填空，而是包含了需要动手计算和分析的简答题，真正考验了对知识的理解和运用能力。最让我惊喜的是，书中对某些关键术语的解释，采用了“双重标注”的方式，即在正文中提供简要解释，同时在页脚或侧边栏提供更详尽的专业定义或历史背景，这极大地丰富了学习的维度。这本工具书的设计目标显然是帮助读者“学以致用”，而不是仅仅“了解知识”。

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这本书在内容深度上把握得极为精准，可以说是“既不浅薄，又不晦涩”。很多同类书籍要么过于理论化，充满了只有专业人士才能理解的术语，读起来像在啃“天书”；要么又流于表面，只是简单介绍概念，实践起来依然无从下手。然而，这本书成功地找到了一个黄金分割点。它在基础理论阐述完毕后，紧接着就提供了大量贴近实际生产环境的案例分析。这些案例并非凭空捏造，而是能感受到作者深厚的工程实践背景，每一个参数的选择、每一步操作的顺序，都透露出实际操作中的注意事项和“陷阱”。比如，在讲解热处理工艺时，它不仅说明了加热和冷却速率的重要性，还结合了不同钢材在实际淬火过程中可能出现的开裂风险及其预防措施，这种“实战经验”的分享，是书本上最宝贵的财富。阅读时，我仿佛不是在看一本教科书，而是在听一位经验丰富的老工程师在耳边指导。

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这本书的语言风格非常独特，它兼具学术的严谨性与教学的亲和力，读起来有一种“被尊重”的感觉。作者的叙述非常克制，用词精确，绝不使用任何模棱两可的表述，这对于学习需要精确性的工程技术至关重要。但与此同时，作者又擅长用非常清晰、口语化的方式来解释那些抽象的概念，使得阅读过程充满了流畅感，几乎没有“卡壳”的地方。比如，当讲解到几何精度和公差配合时，作者会用一些比喻来区分“过盈配合”和“间隙配合”对装配质量的影响，这种方式让复杂的设计意图变得可视化和可感知。整本书读下来，感觉作者非常尊重读者的智力水平，他相信读者有能力去理解深层次的原理，但又耐心地铺设好每一步的阶梯。这种亦师亦友的交流感，让学习过程变得不再枯燥，而是充满探索的乐趣。

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考完试，谢谢这本书

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